JP3415759B2 - Overcurrent protection circuit for switching power supply - Google Patents
Overcurrent protection circuit for switching power supplyInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング電
源装置を過電流から保護するための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 for protecting a switching power supply device from overcurrent.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スイッチング電源装置の過電流保護回路
として、電力変換用トランス（以下、トランスと記す）
の１次側電流を監視する方式と、トランスの２次側電流
（または負荷電流）を監視する方式と、１次側電流なら
びに２次側電流の双方を監視する方式が知られている。
また、電流の検出方式としては、瞬時電流検出型（ピー
ク電流検出型）のものと平均電流検出型のものが知られ
ている。2. Description of the Related Art A transformer for power conversion (hereinafter referred to as a transformer) as an overcurrent protection circuit for a switching power supply device.
Of the primary side current, a method of monitoring the secondary side current (or load current) of the transformer, and a method of monitoring both the primary side current and the secondary side current.
Further, as current detection methods, an instantaneous current detection type (peak current detection type) and an average current detection type are known.
【０００３】例えば、特開昭５４−５７６４７号公報に
は、トランスの１次巻線の異常電流を検出して発振回路
の動作を停止させる過電流検知手段を有した電源電圧安
定化回路が記載されている。特公平１−８５２５号公報
には、１次側電流をカレントトランスを用いて検出する
ようにした過電流検出回路が記載されている。特開平８
−１８２３１２号公報には、１次側電流の過電流を検出
すると、スイッチング周期毎に主スイッチ（スイッチン
グトランジスタ）のオン期間を狭くする過電流保護機能
（パルスバイパルス過電流保護機能）を備えたスイッチ
ング電源用過電流保護回路が記載されている。For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 54-57647 discloses a power supply voltage stabilizing circuit having an overcurrent detecting means for detecting an abnormal current in a primary winding of a transformer and stopping the operation of an oscillation circuit. Has been done. Japanese Examined Patent Publication (Kokoku) No. 1-8525 describes an overcurrent detection circuit configured to detect a primary side current using a current transformer. JP-A-8
Japanese Patent No. 182312 has an overcurrent protection function (pulse-by-pulse overcurrent protection function) that narrows the ON period of the main switch (switching transistor) at each switching cycle when an overcurrent of the primary side current is detected. An overcurrent protection circuit for a switching power supply is described.
【０００４】特開平５−６４３５１号公報には、２次側
負荷電流の過電流を検知して１次側スイッチングトラン
ジスタのスイッチング動作を停止させるようにした過電
流保護回路が記載されている。また、本出願人は、２次
側電流の過電流の大きさに対応した過電流検出信号を出
力するようにした過電流検出回路を、特開平９−１１３
５４６号公報で提案している。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-64351 discloses an overcurrent protection circuit which detects an overcurrent of a secondary load current and stops the switching operation of a primary switching transistor. Further, the applicant of the present invention has disclosed an overcurrent detection circuit that outputs an overcurrent detection signal corresponding to the magnitude of the overcurrent of the secondary side current.
It is proposed in Japanese Patent No. 546.
【０００５】特開昭６２−８９４７７号公報には、１次
側過電流比較回路と２次側過電流比較回路とを備えた多
出力コンバータの出力過電流抑制回路が記載されてい
る。特開平２−７３８５号公報には、１次側過電流検出
手段と２次側過電流検出手段とを備えた高周波加熱装置
の過電流保護回路が記載されている。戸川治郎著「実用
電源回路設計ハンドブック」（ＣＱ出版社）第３章 Ｒ
ＣＣ方式レギュレータの設計法（過電流保護回路の構成
ならびに強化した過電流保護回路）には、ＲＣＣ方式に
おいては１次回路に電流制限回路を設け、これを利用し
て過電流保護を行なうのが一般的であるが、出力電流と
１次回路のスイッチング電流とは完全な比例関係とはな
らないこと、入力電圧が変化すると過電流保護特性の動
作点も変化してしまうこと、ならびに、過電流保護特性
を改善した過電流保護回路の具体例が記載されている。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-89477 discloses an output overcurrent suppressing circuit for a multi-output converter including a primary side overcurrent comparing circuit and a secondary side overcurrent comparing circuit. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-7385 discloses an overcurrent protection circuit for a high-frequency heating device including a primary-side overcurrent detection means and a secondary-side overcurrent detection means. Jiro Togawa "Practical Power Supply Circuit Design Handbook" (CQ Publisher) Chapter 3 R
In the CC method regulator design method (the configuration of the overcurrent protection circuit and the enhanced overcurrent protection circuit), in the RCC method, a current limiting circuit is provided in the primary circuit, and this is used to perform overcurrent protection. Generally, the output current and the switching current of the primary circuit do not have a perfect proportional relationship, the operating point of the overcurrent protection characteristic also changes when the input voltage changes, and the overcurrent protection Specific examples of overcurrent protection circuits with improved characteristics are described.
【０００６】特開平８−６６０２１号公報には、入力電
圧に対する過電流保護特性の垂下開始点の変動を抑制す
るようにしたスイッチング電源装置が記載されている。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 8-66021 discloses a switching power supply device which suppresses the variation of the drooping start point of the overcurrent protection characteristic with respect to the input voltage.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】１次側電流を監視する
方式は、スイッチングトランジスタに流れる電流を直接
検出しているので、スイッチングトランジスタを過電流
から速やかに保護することができる。しかし、出力電流
と１次回路のスイッチング電流とは完全な比例関係とは
ならないために、２次側の過電流を精度良く保護するこ
とは難しい。Since the method of monitoring the primary side current directly detects the current flowing through the switching transistor, the switching transistor can be quickly protected from an overcurrent. However, since the output current and the switching current of the primary circuit do not have a perfect proportional relationship, it is difficult to protect the overcurrent on the secondary side with high accuracy.
【０００８】２次側電流を監視する方式は、負荷へ供給
される電流を直接検出しているので、負荷側の過電流を
精度良く保護することができる。ここで、特開平９−１
１３５４６号公報の２図に記載されているようなピーク
整流型の過電流検出回路を用いて負荷電流のピークを検
出する構成を取った場合、負荷電流が一時的に設定値を
超えたときでも過電流として検出され、出力直流電圧が
垂下されるため、負荷へ供給する直流電圧が大きく変動
する問題がある。Since the method of monitoring the secondary side current directly detects the current supplied to the load, it is possible to accurately protect the overcurrent on the load side. Here, Japanese Patent Laid-Open No. 9-1
Even if the load current temporarily exceeds the set value when the peak rectification type overcurrent detection circuit as shown in FIG. Since it is detected as an overcurrent and the output DC voltage droops, there is a problem that the DC voltage supplied to the load fluctuates greatly.
【０００９】そこで、特開平９−１１３５４６号公報の
１図または３図に記載されているような平均電流（平均
化された負荷電流）検出型の過電流検出回路を用いるこ
とで、一時的なピーク負荷電流を過電流として検出させ
ないようにし、負荷に安定した直流電圧を供給すること
ができる。しかし、平均電流検出型の過電流検出回路を
用いた場合、設定値を超える過電流が流れても過電流検
出信号が出力されるまでに時間遅れを生ずる。このた
め、負荷側短絡等によって設定値を大きく超える過電流
が流れた場合、過電流検出信号が出力されるまでの間に
１次側電流が過大になり、スイッチングトランジスタの
定格を超える虞れがある。Therefore, by using an overcurrent detection circuit of an average current (averaged load current) detection type as shown in FIG. 1 or FIG. 3 of JP-A-9-113546, a temporary It is possible to prevent the peak load current from being detected as an overcurrent and supply a stable DC voltage to the load. However, when an average current detection type overcurrent detection circuit is used, a time delay occurs until the overcurrent detection signal is output even if an overcurrent exceeding the set value flows. Therefore, when an overcurrent that greatly exceeds the set value flows due to a load-side short circuit or the like, the primary current may become excessive until the overcurrent detection signal is output, and the rating of the switching transistor may be exceeded. is there.
【００１０】そこで、２次側に平均電流検出型の過電流
検出回路を設けるとともに、１次側に瞬時電流検出型の
過電流検出回路を設けることが考えられる。しかしなが
ら、１次側に設けた瞬時電流検出型の過電流検出回路の
過電流検出設定値を、２次側電流（出力電流）が定格電
流を超えたときに１次側に流れる電流に設定した場合に
は、負荷電流が一時的に設定値を超えた際に１次側の過
電流検出回路が過電流として検出し、出力直流電圧が垂
下されるため、負荷へ供給する直流電圧が大きく変動す
る問題を生ずる。Therefore, it is conceivable to provide an average current detection type overcurrent detection circuit on the secondary side and an instantaneous current detection type overcurrent detection circuit on the primary side. However, the overcurrent detection setting value of the instantaneous current detection type overcurrent detection circuit provided on the primary side is set to the current flowing to the primary side when the secondary side current (output current) exceeds the rated current. In this case, when the load current temporarily exceeds the set value, the overcurrent detection circuit on the primary side detects it as an overcurrent, and the output DC voltage droops, so the DC voltage supplied to the load fluctuates greatly. Cause problems.
【００１１】特に、出力側に新たな負荷が追加接続され
た場合、追加された負荷に対する突入電流によって負荷
電流が一時的に過大になることがある。この新たな負荷
に接続に伴う負荷電流の一時的な増加によって発生する
１次側電流の一時的な増加を過電流として検出し、出力
直流電圧を垂下させてしまうと、既に接続されている負
荷の動作が不安定になる虞れがある。In particular, when a new load is additionally connected to the output side, the load current may temporarily become excessive due to the inrush current to the added load. If a temporary increase in the primary current that occurs due to a temporary increase in the load current accompanying the connection to this new load is detected as an overcurrent and the output DC voltage is drooped, the load already connected Operation may become unstable.
【００１２】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、新たな負荷の接続等によって負荷電流
が所定量だけ一時的に過大になっても出力直流電圧が変
動することなく、また、負荷側の異常等によって過電流
の度合が小さい過電流状態が所定時間継続した場合には
過電流保護機能を動作させることができ、さらに、負荷
側の異常によってさらに過大な負荷電流が流れた場合に
は過電流保護機能を速やかに動作させることができるよ
うにしたスイッチング電源装置の過電流保護回路を提供
することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and the output DC voltage does not fluctuate even if the load current is temporarily increased by a predetermined amount due to the connection of a new load or the like. The degree of overcurrent is small due to an abnormality on the load side, etc.If the overcurrent state continues for a predetermined time, the overcurrent protection function can be activated. Furthermore, an abnormality on the load side causes an excessive load current to flow. In this case, it is an object of the present invention to provide an overcurrent protection circuit for a switching power supply device, which enables the overcurrent protection function to operate quickly.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係るスイッチング電源装置の過電流保護回路
は、電力変換用トランスの１次側電流が予め設定した１
次側許容値を超えた場合に１次側過電流検出信号を出力
する１次側過電流検出回路と、電力変換用トランスの２
次側電流が予め設定した２次側許容値を超えた状態が予
め設定した過電流許容継続時間を超えて継続した場合に
２次側過電流検出信号を出力する２次側過電流検出回路
と、１次側過電流検出信号ならびに２次側過電流検出信
号に基づいてスイッチング素子のスイッチング動作を停
止、または、スイッチングのオン時間を低減させる制御
回路とを備えたことを特徴とする。In order to solve the above problems, an overcurrent protection circuit for a switching power supply device according to a first aspect of the present invention is configured such that the primary side current of a power conversion transformer is preset to 1
A primary side overcurrent detection circuit that outputs a primary side overcurrent detection signal when the secondary side allowable value is exceeded, and a power conversion transformer.
A secondary-side overcurrent detection circuit that outputs a secondary-side overcurrent detection signal when the state in which the secondary-side current exceeds a preset secondary-side allowable value continues for a preset overcurrent allowable duration time; And a control circuit for stopping the switching operation of the switching element or reducing the ON time of the switching based on the primary-side overcurrent detection signal and the secondary-side overcurrent detection signal.
【００１４】なお、１次側許容値は、出力側に新たな負
荷が追加接続された際に、追加された負荷に流れる突入
電流に伴う１次側電流のピーク値よりも高い値に設定す
るのが望ましい。また、２次側許容値は定格出力電流に
基づいて設定し、過電流許容継続時間は出力側に新たな
負荷が追加接続された際に追加された負荷に突入電流が
流れる時間よりも長い時間に設定するのが望ましい。The primary-side allowable value is set to a value higher than the peak value of the primary-side current due to the inrush current flowing through the added load when a new load is additionally connected to the output side. Is desirable. In addition, the secondary side allowable value is set based on the rated output current, and the allowable overcurrent duration is longer than the time when the inrush current flows through the additional load when a new load is additionally connected to the output side. It is desirable to set to.
【００１５】請求項４に係るスイッチング電源装置の過
電流保護回路は、負荷電流が予め設定した定常状態許容
値を超えた状態が予め設定した過電流許容継続時間を超
えて継続した場合に過電流検出信号を出力するととも
に、負荷電流が予め設定した瞬時許容値を超えた場合に
過電流検出信号を出力する過電流検出回路と、過電流検
出信号に基づいてスイッチング素子のスイッチング動作
を停止、または、スイッチングのオン時間を低減させる
制御回路とを備えたことを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided an overcurrent protection circuit for a switching power supply device, wherein when the load current exceeds a preset steady state allowable value and continues for a preset overcurrent allowable duration. An overcurrent detection circuit that outputs a detection signal and outputs an overcurrent detection signal when the load current exceeds a preset instantaneous allowable value, and stops the switching operation of the switching element based on the overcurrent detection signal, or , And a control circuit for reducing the switching on time.
【００１６】なお、定常状態許容値は定格出力電流に基
づいて設定し、過電流許容継続時間は、出力側に新たな
負荷が追加接続された際に、追加接続された負荷に突入
電流が流れる時間よりも長い時間に設定し、瞬時許容値
は出力側に新たな負荷が追加接続された際に追加された
負荷に流れる突入電流に伴う負荷電流のピーク値よりも
高い値に設定するのが望ましい。The steady state allowable value is set on the basis of the rated output current, and the overcurrent allowable duration is such that when a new load is additionally connected to the output side, an inrush current flows through the additionally connected load. Set it to a time longer than the time, and set the instantaneous allowable value to a value higher than the peak value of the load current due to the inrush current flowing in the additional load when a new load is additionally connected to the output side. desirable.
【００１７】請求項１に係るスイッチング電源装置の過
電流保護回路は、比較的大きな過電流を検出した際に１
次側過電流検出信号を出力する１次側過電流検出回路を
電力変換用トランスの１次側に設けたので、負荷短絡等
によって１次側電流が過大になった場合はそれを速やか
に検出して１次側過電流検出信号を出力することができ
る。制御回路は、１次側過電流検出信号に基づいてスイ
ッチング素子のスイッチング動作を停止、または、スイ
ッチングのオン時間を低減させるので、スイッチング電
源装置を過電流から保護することができる。An overcurrent protection circuit for a switching power supply according to a first aspect of the present invention is set to 1 when an overcurrent is detected.
Since the primary-side overcurrent detection circuit that outputs the secondary-side overcurrent detection signal is provided on the primary side of the power conversion transformer, if the primary-side current becomes excessive due to a load short-circuit, etc., it can be detected promptly. Then, the primary side overcurrent detection signal can be output. The control circuit stops the switching operation of the switching element or reduces the switching on-time based on the primary-side overcurrent detection signal, so that the switching power supply device can be protected from overcurrent.
【００１８】また、請求項１に係るスイッチング電源装
置の過電流保護回路は、比較的小さな過電流状態であっ
てもその過電流状態が継続している場合に２次側過電流
検出信号を出力する２次側過電流検出回路を電力変換用
トランスの２次側に設けたので、比較的小さな過電流状
態あっても継続している場合にはそれを検出して、スイ
ッチング電源装置を過電流から保護することができる。Further, the overcurrent protection circuit of the switching power supply according to the first aspect outputs the secondary side overcurrent detection signal when the overcurrent state continues even in a relatively small overcurrent state. Since the secondary-side overcurrent detection circuit is provided on the secondary side of the power conversion transformer, even if a relatively small overcurrent state continues, it is detected and the switching power supply device is overloaded. Can be protected from.
【００１９】なお、１次側許容値は、出力側に新たな負
荷が追加接続された際に、追加された負荷に流れる突入
電流に伴う１次側電流のピーク値よりも高い値に設定
し、２次側許容値は定格出力電流に基づいて設定し、過
電流許容継続時間は出力側に新たな負荷が追加接続され
た際に追加された負荷に突入電流が流れる時間よりも長
い時間に設定することで、新たな負荷が追加接続された
場合にその負荷への突入電流によって一時的に比較的小
さな過電流状態となっても、それを許容することができ
る。よって、新たな負荷の接続等によって負荷電流が所
定量だけ一時的に過大になっても出力直流電圧が変動す
ることがない。また、負荷側の異常等によって過電流の
度合が小さい過電流状態が所定時間継続した場合には過
電流保護機能を動作させることができ、さらに、負荷側
の異常によってさらに過大な負荷電流が流れた場合には
過電流保護機能を速やかに動作させることができる。The primary side allowable value is set to a value higher than the peak value of the primary side current due to the inrush current flowing through the added load when a new load is additionally connected to the output side. Set the secondary side allowable value based on the rated output current, and set the allowable overcurrent duration to a time longer than the time when the inrush current flows through the additional load when a new load is additionally connected to the output side. By setting, even when a new load is additionally connected, even if a relatively small overcurrent state is temporarily caused by an inrush current to the load, it can be allowed. Therefore, the output DC voltage does not fluctuate even if the load current is temporarily increased by a predetermined amount due to the connection of a new load or the like. In addition, if an overcurrent state with a small overcurrent level due to an abnormality on the load side continues for a predetermined time, the overcurrent protection function can be activated.In addition, an abnormally large load current flows due to an abnormality on the load side. In this case, the overcurrent protection function can be operated promptly.
【００２０】請求項４に係るスイッチング電源装置の過
電流保護回路は、負荷電流が予め設定した定常状態許容
値を超えた状態が予め設定した過電流許容継続時間を超
えて継続した場合に過電流検出信号を出力するととも
に、負荷電流が予め設定した瞬時許容値を超えた場合に
過電流検出信号を出力する過電流検出回路を備えたの
で、比較的小さな過電流状態が継続している場合はそれ
を検出してスイッチング電源装置を保護するとともに、
比較的大きな過電流が発生した場合はそれを直ちに検出
してスイッチング電源装置を保護することができる。According to another aspect of the present invention, there is provided an overcurrent protection circuit for a switching power supply device, wherein an overcurrent protection circuit operates when a load current exceeds a preset steady state allowable value and continues for a preset overcurrent allowable duration. In addition to outputting a detection signal, an overcurrent detection circuit that outputs an overcurrent detection signal when the load current exceeds a preset instantaneous allowable value is provided, so if a relatively small overcurrent state continues, While detecting it to protect the switching power supply,
When a relatively large overcurrent occurs, it can be immediately detected to protect the switching power supply device.
【００２１】なお、定常状態許容値は定格出力電流に基
づいて設定し、過電流許容継続時間は、出力側に新たな
負荷が追加接続された際に、追加された負荷に突入電流
が流れる時間よりも長い時間に設定し、瞬時許容値は出
力側に新たな負荷が追加接続された際に追加された負荷
に流れる突入電流に伴う負荷電流のピーク値よりも高い
値に設定することで、新たな負荷が追加接続された場合
にその負荷への突入電流によって一時的に比較的小さな
過電流状態となっても、それを許容することができる。
よって、新たな負荷の接続等によって負荷電流が所定量
だけ一時的に過大になっても出力直流電圧が変動するこ
とがない。また、負荷側の異常等によって過電流の度合
が小さい過電流状態が所定時間継続した場合には過電流
保護機能を動作させることができ、さらに、負荷側の異
常によってさらに過大な負荷電流が流れた場合には過電
流保護機能を速やかに動作させることができる。The steady state allowable value is set based on the rated output current, and the allowable overcurrent duration is the time during which a rush current flows through the additional load when a new load is additionally connected to the output side. By setting it for a longer time, the instantaneous allowable value is set to a value higher than the peak value of the load current accompanying the inrush current flowing in the added load when a new load is additionally connected to the output side. Even if a relatively small overcurrent state is temporarily caused by an inrush current to a new load when a new load is additionally connected, it can be tolerated.
Therefore, the output DC voltage does not fluctuate even if the load current is temporarily increased by a predetermined amount due to the connection of a new load or the like. In addition, if an overcurrent state with a small overcurrent level due to an abnormality on the load side continues for a predetermined time, the overcurrent protection function can be activated.In addition, an abnormally large load current will flow due to an abnormality on the load side. In this case, the overcurrent protection function can be operated promptly.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は請求項１に係る過電流
保護回路を備えたスイッチング電源装置のブロック構成
図である。本実施の形態では、スイッチング電源装置と
してフォワード・コンバータを例示しているが、スイッ
チング電源装置は他の形式のものであってもよい。図１
に示すスイッチング電源装置１は、電力変換部２と、１
次側過電流検出回路３と、２次側過電流検出回路４と、
制御部５と、アイソレート部６と、出力電圧を分圧する
各分圧用抵抗７ａ，７ｂと、図示しない回路用電源部と
からなる。符号１ａ，１ｂは直流電源８の入力端子であ
る。符号１ｃ，１ｄは出力端子であり、出力端子１ｃ，
１ｄから負荷９への直流電力の供給がなされる。直流電
源８は、商用電源を整流・平滑して直流電源を供給する
構成であってもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram of a switching power supply device including an overcurrent protection circuit according to claim 1. In this embodiment, a forward converter is illustrated as the switching power supply device, but the switching power supply device may be of another type. Figure 1
The switching power supply device 1 shown in FIG.
A secondary side overcurrent detection circuit 3, a secondary side overcurrent detection circuit 4,
The control unit 5, the isolation unit 6, the voltage dividing resistors 7a and 7b for dividing the output voltage, and the circuit power supply unit (not shown). Reference numerals 1a and 1b are input terminals of the DC power supply 8. Reference numerals 1c and 1d denote output terminals, and the output terminals 1c and 1d
DC power is supplied from 1d to the load 9. The DC power supply 8 may be configured to rectify and smooth a commercial power supply to supply the DC power supply.
【００２３】電力変換部２は、電力変換用トランス（高
周波トランス）２１と、電力用電界効果トランジスタ，
電力用バイポーラトランジスタ等の電力用スイッチング
素子２２と、整流用ダイオード２３と、環流用ダイオー
ド２４と、チョークコイル２５と、電源安定化用コンデ
ンサ２６とからなる。整流用ダイオード２３，環流用ダ
イオード２４，チョークコイル２５ならびに電源安定化
用コンデンサ２５でチョークインプット型の整流・平滑
回路を構成している。The power conversion section 2 includes a power conversion transformer (high frequency transformer) 21, a power field effect transistor,
It includes a power switching element 22 such as a power bipolar transistor, a rectifying diode 23, a free-wheeling diode 24, a choke coil 25, and a power source stabilizing capacitor 26. The rectifying diode 23, the circulating diode 24, the choke coil 25, and the power source stabilizing capacitor 25 constitute a choke input type rectifying / smoothing circuit.
【００２４】制御部５から出力されるスイッチング制御
信号（ＰＷＭ信号）５ａは、アイソレート部６を介して
電力用スイッチング素子２２の制御電極（ゲート，ベー
ス等）へ供給される。アイソレート部６は、パルストラ
ンス等を備え、電力変換部２側と制御部５側との電源を
分離した状態で、制御部５から出力されるスイッチング
制御信号（ＰＷＭ信号）５ａを電力変換部２へ伝達す
る。The switching control signal (PWM signal) 5a output from the control unit 5 is supplied to the control electrode (gate, base, etc.) of the power switching element 22 via the isolation unit 6. The isolation unit 6 includes a pulse transformer or the like, and in a state in which the power conversion unit 2 side and the control unit 5 side are separated from each other, the switching control signal (PWM signal) 5a output from the control unit 5 is converted into a power conversion unit. Transfer to 2.
【００２５】電力変換部２は、スイッチング制御信号５
ａに基づいて電力用スイッチング素子２２をスイッチン
グ動作させることで、直流電源８から電力変換用トラン
ス２１の１次巻線２１ａを介して流れる電流をスイッチ
ングさせ、このスイッチング動作によって２次巻線２１
ｂに発生する電圧をチョークインプット型の整流・平滑
回路で整流・平滑して安定化した直流電源を出力する。The power converter 2 has a switching control signal 5
By performing the switching operation of the power switching element 22 based on a, the current flowing from the DC power source 8 through the primary winding 21a of the power conversion transformer 21 is switched, and the secondary winding 21 is switched by this switching operation.
The choke input type rectifying / smoothing circuit rectifies and smoothes the voltage generated at b to output a stabilized DC power supply.
【００２６】電力変換部２の出力電圧（各出力端子ｃ，
１ｄ間の電圧）は、各分圧用抵抗７ａ，７ｂで分圧さ
れ、分圧された電圧は制御部５の出力電圧モニタ入力端
子５ｂへ供給される。制御部５は、出力電圧モニタ入力
端子５ｂに供給される出力電圧の分圧電圧に基づいて出
力電圧を監視し、定格出力電圧と実際の出力電圧との誤
差に基づいてスイッチング制御信号５ａの周波数（周
期），デューティを変化させることで、負荷９に供給す
る電圧を安定化する。なお、制御部５は、初期状態（電
源の立ち上げ状態）においては、予め設定した電源立ち
上げ用の周期，デューティのスイッチング制御信号５ａ
を出力して電力変換部２の動作を立ち上げた後に、定格
出力電圧と実際の出力電圧との誤差に基づくフィードバ
ック制御に移行するようにしている。Output voltage of the power converter 2 (each output terminal c,
The voltage between 1d) is divided by the voltage dividing resistors 7a and 7b, and the divided voltage is supplied to the output voltage monitor input terminal 5b of the controller 5. The control unit 5 monitors the output voltage based on the divided voltage of the output voltage supplied to the output voltage monitor input terminal 5b, and based on the error between the rated output voltage and the actual output voltage, the frequency of the switching control signal 5a. The voltage supplied to the load 9 is stabilized by changing the (cycle) and the duty. In the initial state (power-on state), the control unit 5 controls the switching control signal 5a having a preset power-on cycle and duty.
Is output to start the operation of the power conversion unit 2, and then the feedback control is performed based on the error between the rated output voltage and the actual output voltage.
【００２７】制御部５は、各過電流検出回路３，４から
過電流検出信号３ａ，４ａが供給された場合、スイッチ
ング制御信号８ａの出力を停止、または、スイッチング
のオン時間を低減させることで、スイッチング電源装置
１を過電流から保護する。１次側過電流検出回路３は、
電力変換用トランス２１の１次巻線２１ａならびに電力
用スイッチング素子２２からなる１次側回路に流れる１
次側電流を監視し、１次側電流が１次側許容値を超えた
場合に、１次側過電流検出信号３ａを出力する。１次側
許容値は、負荷９へ定格出力電流を供給している状態に
おける１次側電流の例えば１．５倍程度に設定してい
る。When the overcurrent detection signals 3a and 4a are supplied from the respective overcurrent detection circuits 3 and 4, the control unit 5 stops the output of the switching control signal 8a or reduces the on time of switching. , Protect the switching power supply 1 from overcurrent. The primary side overcurrent detection circuit 3 is
1 flowing in the primary side circuit composed of the primary winding 21a of the power conversion transformer 21 and the power switching element 22
The secondary side current is monitored, and when the primary side current exceeds the primary side allowable value, the primary side overcurrent detection signal 3a is output. The primary-side allowable value is set to, for example, about 1.5 times the primary-side current when the rated output current is being supplied to the load 9.
【００２８】１次側過電流検出回路３は、カレントトラ
ンス（電流変成器）３１と、電流−電圧変換用抵抗３２
と、ダイオード３３と、コンデンサ３４と、放電用抵抗
３５と、電圧比較器３６と、逆流防止用ダイオード３７
と、１次側過電流検出しきい値電圧Ｖ１の供給回路とを
備える。カレントトランス３１の１次側巻線３１ａを１
次側回路に介設して、カレントトランス３１の２次側巻
線３１ｂに１次側電流に比例した電流を発生させ、カレ
ントトランス３１の２次側巻線３１ｂに発生した１次側
電流に比例した電流を電流−電圧変換用抵抗３２によっ
て１次側電流に対応した電圧に変換し、１次側電流に対
応した電圧をダイオード３３で整流してコンデンサ３４
を急速充電して、コンデンサ３４の両端に１次側電流に
対応した電圧を発生させる。The primary side overcurrent detection circuit 3 includes a current transformer (current transformer) 31 and a current-voltage conversion resistor 32.
A diode 33, a capacitor 34, a discharge resistor 35, a voltage comparator 36, and a backflow prevention diode 37.
And a supply circuit for the primary side overcurrent detection threshold voltage V1. Set the primary winding 31a of the current transformer 31 to 1
A current proportional to the primary side current is generated in the secondary side winding 31b of the current transformer 31 through the secondary side circuit, and the primary side current generated in the secondary side winding 31b of the current transformer 31 is generated. The proportional current is converted into a voltage corresponding to the primary side current by the current-voltage conversion resistor 32, the voltage corresponding to the primary side current is rectified by the diode 33, and the capacitor 34
Is rapidly charged to generate a voltage corresponding to the primary side current across the capacitor 34.
【００２９】充電時定数は、電力用スイッチング素子２
２のスイッチング周期よりも短くなるように、コンデン
サ３４の容量を設定している。また、コンデンサ３４に
並列に放電用抵抗３５を接続して、コンデンサ３４に充
電された電荷を所定の放電時定数で放電させるようにし
ている。放電時定数は、電力用スイッチング素子２２の
スイッチング周期とほぼ同程度に設定している。これに
より、スイッチング動作毎に流れるパルス電流の瞬時値
に対応した電圧がコンデンサ３４の両端に発生するよう
にしている。コンデンサ３４に発生した１次側電流に対
応した電圧は、電圧比較器３６で１次側過電流検出しき
い値電圧ＶＴ１と比較され、１次側電流に対応した電圧
が１次側過電流検出しきい値電圧ＶＴ１を超えている場
合は、電圧比較器３６からＨレベルの信号が出力され、
このＨレベルの信号が逆流防止用ダイオード３７を介し
て制御部５の過電流検出信号入力端子５ｃへ供給され
る。The charging time constant is the power switching element 2
The capacitance of the capacitor 34 is set so as to be shorter than the switching cycle of 2. Further, a discharging resistor 35 is connected in parallel with the capacitor 34 so that the electric charge charged in the capacitor 34 is discharged with a predetermined discharging time constant. The discharge time constant is set to be approximately the same as the switching cycle of the power switching element 22. As a result, a voltage corresponding to the instantaneous value of the pulse current flowing for each switching operation is generated across the capacitor 34. The voltage corresponding to the primary side current generated in the capacitor 34 is compared with the primary side overcurrent detection threshold voltage VT1 by the voltage comparator 36, and the voltage corresponding to the primary side current is detected as the primary side overcurrent detection. When the voltage exceeds the threshold voltage VT1, the voltage comparator 36 outputs an H level signal,
This H level signal is supplied to the overcurrent detection signal input terminal 5c of the control unit 5 via the backflow prevention diode 37.
【００３０】なお、本実施の形態ではカレントトランス
を用いて１次側電流を検出する回路例を示したが、電流
検出用抵抗を１次回路に介設しこの電流検出用抵抗の両
端に発生する電圧に基づいて１次側電流を検出する構成
としてもよい。この場合、１次側過電流検出信号をフォ
トカプラ等を介して制御部５へ供給する構成にすること
で、１次側過電流検出回路側と制御部側との電源分離を
行なう。In this embodiment, an example of the circuit for detecting the primary side current by using the current transformer has been shown. However, a current detecting resistor is provided in the primary circuit and generated at both ends of this current detecting resistor. The primary side current may be detected based on the applied voltage. In this case, the primary-side overcurrent detection signal is supplied to the control unit 5 via a photocoupler or the like to separate the power supply between the primary-side overcurrent detection circuit side and the control unit side.
【００３１】２次側過電流検出回路４は、電力変換用ト
ランス２１の２次巻線２１ｂに流れる電流（または負荷
９に流れる負荷電流）を監視し、２次側電流（または負
荷電流）が２次側許容値を超えた状態が過電流許容継続
時間を超えて継続した場合に、２次側過電流検出信号４
ａを出力する。２次側許容値は、このスイッチング電源
装置１の定格出力電流の例えば１．１〜１．２倍程度に
設定している。過電流許容継続時間は、出力側に新たな
負荷が追加接続された際に、その負荷への突入電流が流
れる時間よりも長く設定している。The secondary-side overcurrent detection circuit 4 monitors the current flowing through the secondary winding 21b of the power conversion transformer 21 (or the load current flowing through the load 9), and detects the secondary-side current (or load current). When the state of exceeding the secondary side allowable value continues for more than the overcurrent allowable duration, the secondary side overcurrent detection signal 4
Output a. The secondary side allowable value is set to, for example, about 1.1 to 1.2 times the rated output current of the switching power supply device 1. The allowable overcurrent duration is set to be longer than the time during which a rush current flows to a load when a new load is additionally connected to the output side.
【００３２】２次側過電流検出回路４は、カレントトラ
ンス（電流変成器）４１と、電流−電圧変換用抵抗４２
と、ダイオード４３と、コンデンサ４４と、放電用抵抗
４５と、電圧比較器４６と、タイマ回路４７と、逆流防
止用ダイオード４８と、２次側過電流検出しきい値電圧
ＶＴ２の供給回路とを備える。カレントトランス４１の
１次側巻線４１ａを電力変換用トランス２１の２次巻線
２１ｂに直列に介設して、カレントトランス４１の２次
側巻線４１ｂに２次側電流に比例した電流を発生させ
る。カレントトランス４１の２次側巻線４１ｂに発生し
た２次側電流に比例した電流を電流−電圧変換用抵抗４
２によって２次側電流に対応した電圧に変換し、２次側
電流に対応した電圧をダイオード４３で整流してコンデ
ンサ４４を充電して、コンデンサ４４の両端に２次側電
流に対応した電圧を発生させる。The secondary side overcurrent detection circuit 4 includes a current transformer (current transformer) 41 and a current-voltage conversion resistor 42.
A diode 43, a capacitor 44, a discharge resistor 45, a voltage comparator 46, a timer circuit 47, a backflow prevention diode 48, and a supply circuit for the secondary side overcurrent detection threshold voltage VT2. Prepare The primary winding 41a of the current transformer 41 is provided in series with the secondary winding 21b of the power conversion transformer 21, and a current proportional to the secondary current is applied to the secondary winding 41b of the current transformer 41. generate. A current proportional to the secondary current generated in the secondary winding 41b of the current transformer 41 is supplied to the current-voltage conversion resistor 4
The voltage corresponding to the secondary side current is converted by 2 and the voltage corresponding to the secondary side current is rectified by the diode 43 to charge the capacitor 44, and the voltage corresponding to the secondary side current is applied across the capacitor 44. generate.
【００３３】充電時定数は、２次側電流の平均値が検出
できるようにするために、電力用スイッチング素子２２
のスイッチング周期よりも充分に長くなるように、コン
デンサ４４の容量を設定している。また、コンデンサ４
４に並列に放電用抵抗４５を接続して、コンデンサ４４
に充電された電荷を所定の放電時定数で放電させるよう
にしている。放電時定数は、電力用スイッチング素子２
２のスイッチング周期よりも充分に長く設定している。
これにより、コンデンサ４４の両端に２次側電流の平均
値に対応した直流電圧が得られるようにしている。コン
デンサ４４に発生した２次側電流（平均値）に対応した
電圧は、電圧比較器４６で２次側過電流検出しきい値電
圧ＶＴ２と比較され、２次側電流（平均値）に対応した
電圧が２次側過電流検出しきい値電圧ＶＴ２を超えてい
る場合は、電圧比較器４６からＨレベルの信号が出力さ
れる。このＨレベルの信号はタイマ回路４７へ供給され
る。As for the charging time constant, in order to detect the average value of the secondary side current, the power switching element 22 is used.
The capacitance of the capacitor 44 is set so as to be sufficiently longer than the switching cycle of. Also, the capacitor 4
4 is connected in parallel with the discharging resistor 45, and the capacitor 44
The electric charge charged in is discharged with a predetermined discharge time constant. The discharge time constant is the power switching element 2
It is set sufficiently longer than the switching cycle of 2.
As a result, a DC voltage corresponding to the average value of the secondary side current is obtained across the capacitor 44. The voltage corresponding to the secondary side current (average value) generated in the capacitor 44 is compared with the secondary side overcurrent detection threshold voltage VT2 by the voltage comparator 46 and corresponds to the secondary side current (average value). When the voltage exceeds the secondary side overcurrent detection threshold voltage VT2, the voltage comparator 46 outputs an H level signal. This H level signal is supplied to the timer circuit 47.
【００３４】タイマ回路４７は、電圧比較器４６の出力
がＨレベルである状態（２次側過電流検出状態）が、過
電流許容継続時間に亘って継続している場合はＨレベル
の信号を出力する。タイマ回路４７は、電圧比較器４６
の出力がＨレベルである時に抵抗を介してコンデンサを
充電するとともに、電圧比較器４６の出力がＬレベルで
ある時にコンデンサの電荷を放電させる充放電回路と、
コンデンサの電圧が予め設定した電圧を超えた場合にＨ
レベルの信号を出力する電圧比較器とで構成することが
できる。また、タイマ回路４７は、電圧比較器４６の出
力がＨレベルである時に計時を行なう計時回路を備え、
計時回路の計時結果が過電流許容継続時間を超えたとき
にＨレベルの出力を発生させる構成としてもよい。タイ
マ回路４７から出力されたＨレベルの信号は、逆流防止
用ダイオード４８を介して制御部５の過電流検出信号入
力端子５ｃへ供給される。The timer circuit 47 outputs an H level signal when the output of the voltage comparator 46 is at the H level (secondary side overcurrent detection state) for the allowable overcurrent duration. Output. The timer circuit 47 includes a voltage comparator 46.
A charging / discharging circuit that charges the capacitor through the resistor when the output of is at the H level and discharges the charge of the capacitor when the output of the voltage comparator 46 is at the L level,
H when the voltage of the capacitor exceeds the preset voltage
It can be configured with a voltage comparator that outputs a level signal. Further, the timer circuit 47 is provided with a clock circuit that clocks when the output of the voltage comparator 46 is at the H level,
An H level output may be generated when the timing result of the timing circuit exceeds the allowable overcurrent duration. The H-level signal output from the timer circuit 47 is supplied to the overcurrent detection signal input terminal 5c of the control unit 5 via the backflow prevention diode 48.
【００３５】なお、本実施の形態ではカレントトランス
を用いて２次側電流を検出する回路例を示したが、電流
検出用抵抗を２次側回路に介設しこの電流検出用抵抗の
両端に発生する電圧に基づいて２次側電流を検出する構
成としてもよい。また、図１ではカレントトランス４１
を電源安定化用コンデンサ２６の前段側（電力変換用ト
ランス２１側）に設ける回路構成を示したが、図２に示
すように、カレントトランス４１を電源安定化用コンデ
ンサ２６の後段側に介設して、負荷９に供給される負荷
電流を検出する構成としてもよい。In this embodiment, the circuit example for detecting the secondary side current by using the current transformer is shown. However, a current detecting resistor is provided in the secondary side circuit, and both ends of this current detecting resistor are provided. The secondary side current may be detected based on the generated voltage. Moreover, in FIG.
Although the circuit configuration in which the power supply stabilizing capacitor 26 is provided on the front side (power conversion transformer 21 side) is shown, as shown in FIG. 2, the current transformer 41 is provided on the rear side of the power stabilizing capacitor 26. Then, the load current supplied to the load 9 may be detected.
【００３６】次にこの発明に係る過電流保護回路の動作
を説明する。負荷短絡等によって過大な負荷電流（例え
ば定格出力電流の１．５倍以上）が流れると、電力変換
用トランスを介して２次側へ供給する電力を増加させる
ために、電力変換部２の１次側電流が増加する。１次側
過電流検出回路３は、１次側電流の瞬時電流を監視して
おり、１次側電流が１次側許容値を超えた時点で１次側
過電流検出信号３ａを出力する。制御部５は、１次側過
電流検出信号３ａに基づいてスイッチング制御信号５ａ
の出力を停止、または、スイッチングのオン時間を低減
させる。よって、電力変換トランス２１を介して負荷側
への電力供給が停止、または、電力供給量が減少され
る。負荷短絡等によって過大な負荷電流が流れた場合に
それを速やかに検出してスイッチング制御信号５ａの出
力を停止、または、スイッチングのオン時間を低減させ
るので、１次側の電力用スイッチング素子２２，２次側
の各ダイオード２３，２４を過電流から保護することが
できる。Next, the operation of the overcurrent protection circuit according to the present invention will be described. When an excessive load current (for example, 1.5 times the rated output current or more) flows due to a load short circuit or the like, in order to increase the power supplied to the secondary side through the power conversion transformer, the power conversion unit 1 Secondary current increases. The primary side overcurrent detection circuit 3 monitors the instantaneous current of the primary side current and outputs the primary side overcurrent detection signal 3a when the primary side current exceeds the primary side allowable value. The controller 5 switches the switching control signal 5a based on the primary-side overcurrent detection signal 3a.
Output is stopped or switching on-time is reduced. Therefore, the power supply to the load side is stopped or the power supply amount is reduced via the power conversion transformer 21. When an excessive load current flows due to a load short circuit or the like, it is promptly detected to stop the output of the switching control signal 5a, or the switching on-time is reduced, so that the power switching element 22 on the primary side, Each diode 23, 24 on the secondary side can be protected from overcurrent.
【００３７】新たな負荷が追加接続された際に、その負
荷への突入電流が流れることがある。この突入電流によ
って負荷電流が定格出力電流の例えば１．４倍以下程度
に一時的に増加しても、１次側過電流検出回路３は１次
側過電流検出信号３ａを出力しない。２次側過電流検出
回路４は、過電流状態が過電流許容時間を超えて継続し
ている場合に２次側過電流検出信号４ａを出力する構成
としているので、突入電流が流れる時間が過電流許容継
続時間以内であれば、２次側過電流検出信号４ａは出力
されるない。したがって、新たな負荷の追加接続によっ
て負荷電流が定格電流を一時的に超えても、負荷へ所定
に出力電圧を継続して供給できる。When a new load is additionally connected, an inrush current may flow into the load. The primary side overcurrent detection circuit 3 does not output the primary side overcurrent detection signal 3a even if the load current temporarily increases to about 1.4 times or less of the rated output current due to the inrush current. Since the secondary-side overcurrent detection circuit 4 is configured to output the secondary-side overcurrent detection signal 4a when the overcurrent state continues for more than the overcurrent allowable time, the time when the inrush current flows is exceeded. If it is within the current allowable duration, the secondary side overcurrent detection signal 4a is not output. Therefore, even if the load current temporarily exceeds the rated current due to the additional connection of a new load, the output voltage can be continuously supplied to the load in a predetermined manner.
【００３８】定格出力電流を超える負荷電流が継続的に
流れると、１次側の電力用スイッチング素子２２，２次
側の各ダイオード２３，２４の発熱量が増加し、各素子
２２，２３，２４の温度が過度に上昇する虞れがある。
接続される負荷が多くなったり負荷側の異常等によって
定格出力電流を超える負荷電流が流れる状態が継続した
場合、２次側過電流検出回路４は過電流状態が過電流許
容継続時間を超えた時点で２次側過電流検出信号４ａを
出力する。制御部５は、２次側過電流検出信号４ａに基
づいてスイッチング制御信号５ａの出力を停止、また
は、スイッチングのオン時間を低減させる。これによ
り、１次側の電力用スイッチング素子２２，２次側の各
ダイオード２３，２４の温度が過度に上昇することを防
止することができる。When a load current exceeding the rated output current continuously flows, the heat generation amount of the power switching element 22 on the primary side and each diode 23, 24 on the secondary side increases, and each element 22, 23, 24 is increased. There is a risk that the temperature of will rise excessively.
When the load current that exceeds the rated output current continues to flow due to an increase in the number of connected loads or an abnormality on the load side, the overcurrent state of the secondary side overcurrent detection circuit 4 exceeds the allowable overcurrent duration. At the time point, the secondary side overcurrent detection signal 4a is output. The control unit 5 stops the output of the switching control signal 5a based on the secondary-side overcurrent detection signal 4a or reduces the on-time of switching. As a result, it is possible to prevent the temperatures of the power switching element 22 on the primary side and the diodes 23, 24 on the secondary side from rising excessively.
【００３９】図３は請求項４に係る過電流保護回路を備
えたスイッチング電源装置のブロック構成図である。図
３に示すスイッチング電源装置１１は、電力変換部２
と、制御部５と、アイソレート部６と、出力電圧分圧用
の各抵抗７ａ，７ｂと、過電流検出回路１２とからな
る。過電流検出回路１２以外の各回路部の構成は図１に
示したスイッチング電源装置１と同じである。FIG. 3 is a block diagram of a switching power supply device having an overcurrent protection circuit according to a fourth aspect of the present invention. The switching power supply device 11 shown in FIG.
The control section 5, the isolation section 6, the resistors 7a and 7b for dividing the output voltage, and the overcurrent detection circuit 12. The configuration of each circuit unit other than the overcurrent detection circuit 12 is the same as that of the switching power supply device 1 shown in FIG.
【００４０】過電流検出回路１２は、負荷電流検出用抵
抗１３と、負荷電流検出用抵抗１３の両端に発生した電
圧を直流増幅する直流増幅器１４と、直流増幅器１４か
ら出力される負荷電流に対応した電圧と過電流の瞬時許
容値に対応する電圧ＶＴ３とを比較して負荷電流が瞬時
許容値を超えている場合にＨレベルの第１の過電流検出
信号１５ａを出力する第１の電圧比較器１５と、直流増
幅器１４から出力される負荷電流に対応した電圧と過電
流の定常状態許容値に対応する電圧ＶＴ４とを比較して
負荷電流が定常状態許容値を超えている場合にＨレベル
の過電流状態検出信号１６ａを出力する第２の電圧比較
器１６と、過電流状態検出信号１６ａが出力されている
状態が過電流許容継続時間に亘って継続したことを検出
してＨレベルの第２の過電流検出信号１７ａを出力する
タイマ回路１７と、各過電流検出信号１５ａ，１７ａの
論理和を出力する論理和（オア）回路１８と、過電流の
瞬時許容値に対応する電圧ＶＴ３を供給する回路と、過
電流の定常状態許容値に対応する電圧ＶＴ４を供給する
回路とを備える。論理和（オア）回路１８の出力は過電
流検出信号１８ａとして制御部５の過電流検出信号入力
端子５ｃへ供給される。The overcurrent detection circuit 12 corresponds to the load current detecting resistor 13, the DC amplifier 14 for DC amplifying the voltage generated across the load current detecting resistor 13, and the load current output from the DC amplifier 14. And the voltage VT3 corresponding to the instantaneous allowable value of the overcurrent is compared, and the first voltage comparison that outputs the H-level first overcurrent detection signal 15a when the load current exceeds the instantaneous allowable value When the load current exceeds the steady state allowable value, the voltage corresponding to the load current output from the DC amplifier 14 and the voltage VT4 corresponding to the steady state allowable value of the overcurrent are compared with each other, and the H level is set. Of the second voltage comparator 16 that outputs the overcurrent state detection signal 16a and that the state in which the overcurrent state detection signal 16a is output continues for the allowable overcurrent duration, First Of the overcurrent detection signal 17a, a logical sum (OR) circuit 18 for outputting the logical sum of the overcurrent detection signals 15a and 17a, and a voltage VT3 corresponding to the instantaneous allowable value of the overcurrent. And a circuit for supplying the voltage VT4 corresponding to the steady state allowable value of the overcurrent. The output of the logical sum (OR) circuit 18 is supplied to the overcurrent detection signal input terminal 5c of the control unit 5 as the overcurrent detection signal 18a.
【００４１】負荷電流が定格出力電流の例えば１．５倍
を超えた場合に、第１の過電流検出信号１５ａが出力さ
れるよう過電流の瞬時許容値に対応する電圧ＶＴ３を設
定している。負荷電流が定格出力電流の例えば１．１〜
１．２倍を超えた場合に、過電流状態検出信号１６ａが
出力されるよう過電流の定常状態許容値に対応する電圧
ＶＴ４を設定している。過電流許容継続時間は、新たな
負荷が追加接続された際に追加された負荷に突入電流が
流れる時間よりも長い時間に設定している。The voltage VT3 corresponding to the instantaneous overcurrent allowable value is set so that the first overcurrent detection signal 15a is output when the load current exceeds, for example, 1.5 times the rated output current. . The load current is, for example, 1.1 to the rated output current.
When the voltage exceeds 1.2 times, the voltage VT4 corresponding to the steady state allowable value of the overcurrent is set so that the overcurrent state detection signal 16a is output. The allowable overcurrent duration is set to be longer than the time during which the inrush current flows through the added load when a new load is additionally connected.
【００４２】負荷側の短絡等によって過大な負荷電流
（定格出力電流の例えば１．５倍以上）が流れると、第
１の電圧比較器１５から第１の過電流検出信号１５ａが
過大な負荷電流（定格出力電流の例えば１．５倍以上）
が発生した時点で速やかに出力され、論理和（オア）回
路１８を介して過電流検出信号１８ａが制御部５へ供給
される。制御部５は、過電流検出信号１８ａに基づいて
電力用スイッチング素子２２のスイッチングを動作を停
止、または、スイッチングのオン時間を低減させるの
で、出力電圧の供給が停止または出力電圧が低減され
る。これによって、負荷９へ流れる電流が停止または低
減され、スイッチング電源装置１１を過電流から保護す
ることができる。When an excessive load current (for example, 1.5 times or more of the rated output current) flows due to a short circuit on the load side, the first overcurrent detection signal 15a from the first voltage comparator 15 causes the excessive load current. (For example, more than 1.5 times the rated output current)
Is output promptly, and the overcurrent detection signal 18a is supplied to the control unit 5 via the logical sum (OR) circuit 18. The control unit 5 stops the switching operation of the power switching element 22 based on the overcurrent detection signal 18a or reduces the on-time of the switching, so that the supply of the output voltage is stopped or the output voltage is reduced. As a result, the current flowing to the load 9 is stopped or reduced, and the switching power supply device 11 can be protected from overcurrent.
【００４３】定格出力電流の１．１〜１．２倍程度の過
電流が流れると、第２の電圧比較器１６から過電流状態
検出信号１６ａが直ちに出力される。過電流状態の継続
時間が過電流許容継続時間を超えた時点でタイマ回路１
７から第２の過電流検出信号１７ａが出力され、論理和
（オア）回路１８を介して過電流検出信号１８ａが制御
部５へ供給される。制御部５は、過電流検出信号１８ａ
に基づいて電力用スイッチング素子２２のスイッチング
を動作を停止、または、スイッチングのオン時間を低減
させるので、出力電圧の供給が停止または出力電圧が低
減される。これによって、負荷９へ流れる電流が停止ま
たは低減され、スイッチング電源装置１１を過電流から
保護することができる。When an overcurrent of 1.1 to 1.2 times the rated output current flows, the second voltage comparator 16 immediately outputs the overcurrent state detection signal 16a. When the duration of the overcurrent state exceeds the overcurrent allowable duration, the timer circuit 1
The second overcurrent detection signal 17a is output from 7 and the overcurrent detection signal 18a is supplied to the control unit 5 via the logical sum (OR) circuit 18. The control unit 5 controls the overcurrent detection signal 18a.
Based on the above, the operation of switching of the power switching element 22 is stopped or the ON time of the switching is reduced, so that the supply of the output voltage is stopped or the output voltage is reduced. As a result, the current flowing to the load 9 is stopped or reduced, and the switching power supply device 11 can be protected from overcurrent.
【００４４】新たな負荷の追加接続によって追加接続さ
れた負荷に対する突入電流が流れ、定格出力電流を超え
る負荷電流が一時的に流れても、負荷電流が瞬時許容値
以下であって、かつ、過電流状態が過電流許容継続時間
以内であれば、過電流検出信号１７ａ，１８ａは発生し
ないので、出力電圧が変動することがない。Even if an inrush current flows to the additionally connected load due to the additional connection of a new load and a load current exceeding the rated output current flows temporarily, the load current is less than the instantaneous allowable value and is excessive. If the current state is within the allowable overcurrent duration, the overcurrent detection signals 17a and 18a are not generated, so the output voltage does not change.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るスイ
ッチング電源装置の過電流保護回路は、定格出力電流を
大幅に超える過電流を検出した際には直ちに過電流保護
動作を行なうとともに、定格出力電流を少し超える過電
流が過電流許容継続時間を超えて継続した時点で過電流
保護動作を行なう構成としたので、新たな負荷の接続等
によって負荷電流が所定量だけ一時的に過大になっても
出力直流電圧が変動することなく、また、負荷側の異常
等によって過電流の度合が小さい過電流状態が所定時間
継続した場合には過電流保護機能を動作させることがで
き、さらに、負荷側の異常によってさらに過大な負荷電
流が流れた場合には過電流保護機能を速やかに動作させ
ることができる。As described above, the overcurrent protection circuit for the switching power supply according to the present invention immediately performs the overcurrent protection operation when an overcurrent that greatly exceeds the rated output current is detected, and the rated output. Since the overcurrent protection operation is configured to be performed when the overcurrent that slightly exceeds the current continues for more than the allowable overcurrent duration, the load current temporarily becomes excessive by the specified amount due to the connection of a new load. The output DC voltage does not fluctuate, and the overcurrent protection function can be activated when the overcurrent state with a small overcurrent level continues for a predetermined time due to an abnormality on the load side. If an excessively large load current flows due to the abnormal condition, the overcurrent protection function can be promptly operated.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】請求項１に係る過電流保護回路を備えたスイッ
チング電源装置のブロック構成図である。FIG. 1 is a block configuration diagram of a switching power supply device including an overcurrent protection circuit according to claim 1.
【図２】請求項１に係る過電流保護回路を備えた他のス
イッチング電源装置のブロック構成図である。FIG. 2 is a block configuration diagram of another switching power supply device including the overcurrent protection circuit according to claim 1.
【図３】請求項４に係る過電流保護回路を備えたスイッ
チング電源装置のブロック構成図である。FIG. 3 is a block configuration diagram of a switching power supply device including an overcurrent protection circuit according to claim 4;
１，１１ スイッチング電源装置 ２ 電力変換部 ３ １次側過電流検出回路 ４ ２次側過電流検出回路 ５ 制御部 ６ アイソレート部 ９ 負荷 １２ 過電流検出回路 １３ 負荷電流検出用抵抗 ２１ 電力変換用トランス ２２ 電力用スイッチング素子 ３１，４１ カレントトランス ３２，４２ 電流−電圧変換用抵抗 ３３，４３ ダイオード ３４，４４ コンデンサ ３５，４５ 放電用抵抗 １５，１６，３６，４６ 電圧比較器 １７，４７ タイマ回路 1,11 Switching power supply 2 Power converter 3 Primary side overcurrent detection circuit 4 Secondary side overcurrent detection circuit 5 control unit 6 Isolation section 9 load 12 Overcurrent detection circuit 13 Load current detection resistor 21 Power conversion transformer 22 Power switching element 31,41 Current transformer 32, 42 Current-voltage conversion resistors 33,43 diode 34,44 capacitors 35,45 Discharge resistor 15, 16, 36, 46 Voltage comparator 17,47 Timer circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−223437（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−252650（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−149684（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−238425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−89477（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−182312（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−64351（ＪＰ，Ａ) 特公 昭64−8525（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 9/02 H02H 3/08 - 3/10 H02H 7/04 - 7/055 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-223437 (JP, A) JP-A-5-252650 (JP, A) JP-A-8-149684 (JP, A) JP-A-9- 238425 (JP, A) JP 62-89477 (JP, A) JP 8-18212 (JP, A) JP 5-64351 (JP, A) JP 64-8525 (JP, B2) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 9/02 H02H 3/08-3/10 H02H 7 /04-7/055
Claims (5)
次巻線を介して断続するスイッチング素子を備え、この
スイッチング素子のスイッチング動作によって前記電力
変換用トランスの２次巻線に発生する電圧を整流平滑し
て負荷へ直流電圧を供給するスイッチング電源装置にお
いて、 前記電力変換用トランスの１次側電流が予め設定した１
次側許容値を超えた場合に１次側過電流検出信号を出力
する１次側過電流検出回路と、 前記電力変換用トランスの２次側電流が予め設定した２
次側許容値を超えた状態が予め設定した過電流許容継続
時間を超えて継続した場合に２次側過電流検出信号を出
力する２次側過電流検出回路と、 前記１次側過電流検出信号ならびに前記２次側過電流検
出信号に基づいて前記スイッチング素子のスイッチング
動作を停止、または、スイッチングのオン時間を低減さ
せる制御回路とを備えたことを特徴とするスイッチング
電源装置の過電流保護回路。1. A transformer for power conversion of an input DC voltage, comprising:
A switching power supply device comprising a switching element which is intermittently connected via a secondary winding, and which rectifies and smoothes a voltage generated in a secondary winding of the power conversion transformer by a switching operation of the switching element to supply a DC voltage to a load. , The primary current of the power conversion transformer is preset to 1
A primary-side overcurrent detection circuit that outputs a primary-side overcurrent detection signal when the secondary-side allowable value is exceeded, and a secondary-side current of the power conversion transformer that is preset to 2
A secondary-side overcurrent detection circuit that outputs a secondary-side overcurrent detection signal when a state in which the secondary-side allowable value is exceeded continues for a preset overcurrent allowable duration time; and the primary-side overcurrent detection circuit A control circuit for stopping the switching operation of the switching element or reducing the on-time of the switching based on a signal and the secondary side overcurrent detection signal. .
荷が追加接続された際に、追加された負荷に流れる突入
電流に伴う１次側電流のピーク値よりも高い値に設定し
たことを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装
置の過電流保護回路。2. The primary side allowable value is set to a value higher than the peak value of the primary side current due to the inrush current flowing in the added load when a new load is additionally connected to the output side. The overcurrent protection circuit for a switching power supply device according to claim 1, wherein
いて設定し、前記過電流許容継続時間は出力側に新たな
負荷が追加接続された際に追加された負荷に突入電流が
流れる時間よりも長い時間に設定したことを特徴とする
請求項１記載のスイッチング電源装置の過電流保護回
路。3. The secondary side allowable value is set on the basis of the rated output current, and the overcurrent allowable continuation time causes an inrush current to flow to a load added when a new load is additionally connected to the output side. The overcurrent protection circuit of the switching power supply device according to claim 1, wherein the overcurrent protection circuit is set to a time longer than the time.
次巻線を介して断続するスイッチング素子を備え、この
スイッチング素子のスイッチング動作によって前記電力
変換用トランスの２次巻線に発生する電圧を整流平滑し
て負荷へ直流電圧を供給するスイッチング電源装置にお
いて、 前記負荷へ供給する負荷電流が予め設定した定常状態許
容値を超えた状態が予め設定した過電流許容継続時間を
超えて継続した場合に過電流検出信号を出力するととも
に、前記負荷へ供給する負荷電流が予め設定した瞬時許
容値を超えた場合に過電流検出信号を出力する過電流検
出回路と、 前記過電流検出信号に基づいて前記スイッチング素子の
スイッチング動作を停止、または、スイッチングのオン
時間を低減させる制御回路とを備えたことを特徴とする
スイッチング電源装置の過電流保護回路。4. A transformer for converting electric power from an input DC voltage.
A switching power supply device comprising a switching element which is intermittently connected via a secondary winding, and which rectifies and smoothes a voltage generated in a secondary winding of the power conversion transformer by a switching operation of the switching element to supply a DC voltage to a load. When the load current supplied to the load exceeds a preset steady-state allowable value and continues for a preset overcurrent allowable duration, the overcurrent detection signal is output and the load is supplied to the load. An overcurrent detection circuit that outputs an overcurrent detection signal when the load current exceeds a preset instantaneous allowable value, and stops the switching operation of the switching element based on the overcurrent detection signal, or the switching on time An overcurrent protection circuit for a switching power supply device, comprising:
づいて設定し、前記過電流許容継続時間は、出力側に新
たな負荷が追加接続された際に、追加接続された負荷に
突入電流が流れる時間よりも長い時間に設定し、前記瞬
時許容値は出力側に新たな負荷が追加接続された際に追
加された負荷に流れる突入電流に伴う負荷電流のピーク
値よりも高い値に設定したことを特徴とする請求項４記
載のスイッチング電源装置の過電流保護回路。5. The steady-state allowable value is set based on the rated output current, and the allowable overcurrent duration is such that when a new load is additionally connected to the output side, the rush current to the additionally connected load is set. Is set to a time longer than the current flowing time, and the instantaneous permissible value is set to a value higher than the peak value of the load current due to the inrush current flowing to the added load when a new load is additionally connected to the output side. The overcurrent protection circuit of the switching power supply device according to claim 4, wherein
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