JP4542972B2 - 過電流検出回路及びそれを用いた電源装置 - Google Patents
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Description
前記特許文献1等の過電流検出回路は、抵抗1とコンパレータ2とを備えている。抵抗1は、直流電源V1とPチャネル型MOSトランジスタ(以下、PMOSという)3のソースとの間に接続されている。PMOS3及びNチャネル型MOSトランジスタ(以下、NMOSという)4のゲートに与えられるPWM制御信号のレベルに応じて、PMOS3及びNMOS4が相補的にオン・オフする。PMOS3がオンしたときに、直流電源V1からコイル5に抵抗1及びPMOS3を介してスイッチング電流が流れ、エネルギーがキャパシタ6に充電される。コンパレータ2は、抵抗1の両端に発生する電圧に基づいて、“H”(高レベル)又は“L”(低レベル)の二値を出力する。
制御信号に基づきオン、オフするスイッチングトランジスタに過電流が流れたことを検出する過電流検出回路であって、
前記スイッチングトランジスタと連動してオン、オフする前記スイッチングトランジスタと同種の導電型の第1のトランジスタ、及び、ソースが電源に接続されドレインが前記第1のトランジスタに接続されて該第1のトランジスタの負荷を形成する前記スイッチングトランジスタと同種の導電型の第2のトランジスタを備えた前記スイッチングトランジスタに並列の電流路と、
ソースが電源に接続されて参照電圧を発生する前記スイッチングトランジスタと同種の導電型の第3のトランジスタ、及び前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタの接続点にソースが接続された第4のトランジスタと前記第3のトランジスタのドレインにソースが接続された第5のトランジスタとを有し該第4のトランジスタに流れる電流に相当する電流を出力するカレントミラーを備え、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタの接続点から発生する電圧と前記参照電圧を比較し、該比較結果に基づき前記カレントミラーが出力する電流によって前記スイッチングトランジスタに過電流が流れたか否かを検出する検出部と、
を備えることを特徴とする。
前記カレントミラーにカスコード接続されたカスコードカレントミラーを備えてもよい。
スイッチングトランジスタと、
前記スイッチングトランジスタをオン、オフさせる制御信号を発生する制御信号発生手段と、
前記スイッチングトランジスタに直列に接続されたインダクタと、
前記インダクタに電流が流れることにより、蓄えられたエネルギーを出力電圧に変換する変換手段と、
上記第1の観点に係るいずれかの過電流検出回路と、
前記過電流検出回路が前記スイッチングトランジスタに過電流が流れたことを検出したときに該スイッチングトランジスタを強制的にオフさせる遮断手段と、
を備えることを特徴とする。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る過電流検出回路を示す回路図である。
このPMOS29のゲートとPMOS26のゲートとは、抵抗27の他端に共通に接続され、PMOS26,29がカスコードカレントミラーを形成している。
PMOS24,25で形成されたカレントミラーに対して、PMOS26,29で形成されたカスコードカレントミラーは、抵抗27を介してカスコード接続されている。PMOS29のドレインが、過電流検出回路20の出力端子OUT20になる。
PWM制御信号に基づきPMOS10,NMOS11が相補的にオン、オフする。
PWM制御信号が高レベルのとき、PMOS10がオフし、NMOS11がオンする。PWM制御信号が低レベルに遷移すると、PMOS10がオンし、NMOS11がオフする。PMOS10がオンすることにより、直流電源V1からPMOS10を介してインダクタ12に電流が流れ、キャパシタ13にエネルギーが蓄積される。PMOS10がオンするとき、PMOS23も同時にオンし、PMOS10がオフするとき、PMOS23も同時にオフする。
電流I10が増加すると、電流I23が増加する。これに伴い、PMOS21のドレイン電圧が低下し、PMOS22のドレイン電圧よりも低くなると、PMOS29のドレイン電圧は上昇し、過電流検出回路20の出力端子からは、高レベルの電圧が出力される。
即ち、この過電流検出回路20は、コンパレータとして動作し、PMOS10に流れる電流I10に応じて、高レベル又は低レベルを出力することになる。その閾値は、PMOS24のソース電圧とPMOS25のソース電圧が等しくなったときであり、PMOS10及び過電流検出回路20を同一チップに形成したときには、次の式によって表され、トランジスタサイズで決まる。ただし、I25は、定電流源28,30の設定電流であり、W22はPMOS22のゲート幅であり、L22はPMOS22のゲート長である。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る電源装置を示す回路図であり、図1中の要素と共通する要素には、共通の符号を付している。
抵抗61,62は、キャパシタ13の一方の電極とグランドGNDとの間に直列に接続され、キャパシタ13の充電電圧を分圧している。抵抗61及び抵抗62の接続点が、エラーアンプ回路60の一方の入力端子(−)に負帰還接続されている。エラーアンプ回路60の他方の入力端子(+)には、基準電圧V2が与えられている。
尚、本発明は、上記第1、第2の実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
12 インダクタ
13 キャパシタ
20 過電流検出回路
20a 電流路
20b 比較部
40 制御信号発生回路
50 ドライバ
60 エラーアンプ回路
61,62 抵抗
Claims (3)
- 制御信号に基づきオン、オフするスイッチングトランジスタに過電流が流れたことを検出する過電流検出回路であって、
前記スイッチングトランジスタと連動してオン、オフする前記スイッチングトランジスタと同種の導電型の第1のトランジスタ、及び、ソースが電源に接続されドレインが前記第1のトランジスタに接続されて該第1のトランジスタの負荷を形成する前記スイッチングトランジスタと同種の導電型の第2のトランジスタを備えた前記スイッチングトランジスタに並列の電流路と、
ソースが電源に接続されて参照電圧を発生する前記スイッチングトランジスタと同種の導電型の第3のトランジスタ、及び前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタの接続点にソースが接続された第4のトランジスタと前記第3のトランジスタのドレインにソースが接続された第5のトランジスタとを有し該第4のトランジスタに流れる電流に相当する電流を出力するカレントミラーを備え、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタの接続点から発生する電圧と前記参照電圧を比較し、該比較結果に基づき前記カレントミラーが出力する電流によって前記スイッチングトランジスタに過電流が流れたか否かを検出する検出部と、
を備えることを特徴とする過電流検出回路。 - 前記検出部は、
前記カレントミラーにカスコード接続されたカスコードカレントミラーを備えることを特徴とする請求項1に記載の過電流検出回路。 - スイッチングトランジスタと、
前記スイッチングトランジスタをオン、オフさせる制御信号を発生する制御信号発生手段と、
前記スイッチングトランジスタに直列に接続されたインダクタと、
前記インダクタに電流が流れることにより、蓄えられたエネルギーを出力電圧に変換する変換手段と、
請求項1又は2のいずれか1項に記載の過電流検出回路と、
前記過電流検出回路が前記スイッチングトランジスタに過電流が流れたことを検出したときに該スイッチングトランジスタを強制的にオフさせる遮断手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。
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