JPH01202158A - 過電流検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、スイッチングレギュレータ等のメイン回路の
出力電圧が短絡等により垂下したとき、これを検出して
、該スイッチングレギュレータ等の出力電流を限流する
ようにした、過電流検出回路に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

従来、例えばスイッチングレギュレータ等においては、
入力される直流電圧をパルス制御することにより所望の
出力を得るようにしているが、この出力が例えば短絡等
の理由により低下したりゼロになった場合、これを過電
流検出回路により検出し、上記パルス制御を行なう制御
回路を適宜制−御することにより、スイッチングレギュ
レータ等の出力を遮断するようにして、該スイッチング
レギュレータ等を保護している。

このような過電流検出回路としては、例えば第２図に示
す構成のものが知られている。即ち、第２図の過電流検
出回路ｌにおいては、図示しないスイッチングレギュレ
ータ等の交流部分のメイン回路２から、カレントトラン
ス３を介してグイオ−ドにより全波整流された検出出力
の電圧が、コンデンサ４及び抵抗５により平滑され、さ
らに′抵抗６，７により分圧されて、差動アンプ８の一
方の入力端子８ａに入力され、またこの差動アンプ８の
他方の入力端子８ｂには定電圧電源から抵抗により分圧
された基準電圧が入力されており、該差動アンプ８が、
双方の入力端子８ａ、８ｂに入力される電圧を比較して
、その差を出力端子９を介して図示しないスイッチング
レギュレータのパルス幅制御回路に出力するようになっ
ている。

このように構成された過電流検出回路１によれば、スイ
ッチングレギュレータ等の出力が所定電圧以上である場
合には、カレントトランス３の二次側コイルには正常値
の検出出力が発生し、この出力がダイオードとコンデン
サ４．抵抗５，６゜７により全波整流、平滑９分圧され
て差動アンプ８の一方の入力端子８ａに入力されるので
、該差動アンプ８は、この検出出力の電圧を他方の入力
端子８ｂに入力される基準電圧と比較し、この場合検出
出力の電圧の方が高いことから、その出力端子からは負
の信号が出力され、従ってパルス幅制御回路は該信号に
基づいてスイッチングレギュレータ等の動作を継続させ
ることとなる。

ここで、上記スイッチングレギュレータ等の出力が短絡
、破損などによって低下したりゼロになったときには、
カレントトランス３の二次側コイルに発生する検出出力
の電圧ｖ０が低下することになり、差動アンプ８の入力
端子８ａへの入力も低下するので、出力端子９からは正
の信号が出力され、これにより図示しないパルス幅制御
回路が制御されて、スイッチングレギュレータ等の出力
が遮断されるが、このとき差動アンプ８は入力される電
圧の差が大きくなることから、出力電圧の降下に伴って
スイッチングレギュレータ等の出力を増大させるように
パルス幅制御回路に上記電圧差に応じた正の信号を出力
することになる。従って、カレントトランス３の二次側
コイルに発生する出力、そしてスイッチングレギュレー
タ等のメイン回路２においては、第３図に実線Ａで示す
ように垂下開始のＢ点から勾配をもって電圧■。が降下
し、その際電圧ｖ０がゼロの付近においては垂下開始時
に比較してかなり大きな電流■。が挾れることになって
しまう。

このため、本検出回路１のカレントトランス３゜ダイオ
ードや差動アンプ８、さらにスイッチングレギュレータ
等の本体を構成するダイオード、トランジスタ等の回路
素子は、上述した電流！。に対して充分に耐え得る電流
容量のものを使用する必要があり、装置全体が大型化す
ると共に、コスト高になってしまうという問題があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の点に鑑み、スイッチングレギュレータ
等の出力の垂下時に大きな電流が流れないようにした、
過電流検出回路を提供することを１的としている。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記目的は、
本発明によれば、過電流を検出すべきメイン回路に一次
側コイルが直列に接続されたカレントトランスと、この
カレントトランスの二次側コイルに発生する出力電圧が
一方の入力端子に入力され且つ他方の入力端子には定電
圧が抵抗により分圧された基準電圧として入力される差
動アンプと、この差動アンプの出力端子に接続された外
部出力端子とを有する過電流検出回路において、上記差
動アンプの上記他方の入力端子に接続された分圧抵抗に
対して並列に接続された抵抗と、この抵抗に対して直列
に接続されていて且つ上記過電流を検出すべきメイン回
路の出力電圧が所定電圧以下になったときオンにされる
スイッチング素子を接続することによって達成される。

この発明によれば、スイッチングレギュレータ等のメイ
ン回路の出力が正常である場合には、その出力電圧が所
定電圧以上であることから、スイッチング素子はオフで
あるので、差動アンプの他方の入力端子には、通常の基
準電圧が入力されることとなり、カレントトランスの二
次側コイルに発生する検出出力が差動アンプにより上記
基準電圧と比較され、その差である負の信号が外部出力
端子から出力されることにより、上記メイン回路の出力
を制御する例えばパルス幅制御回路を制御させて、スイ
ッチングレギュレータ等の動作を継続させるようにする
。

しかし、上記メイン回路の出力電圧が短絡、破損等によ
り垂下した場合には、この出力電圧が所定電圧以下にな
ったとき、スイッチング素子がオンとなり、これにより
分圧抵抗に並列に抵抗が接続されることとなる。従って
、差動アンプの他方の入力端子に入力される基準電圧が
上述した通常の基準電圧より低くなり、よって検出出力
の垂下に伴って該差動アンプの作用によりメイン回路の
出力電流が増大する際、この差動アンプの基準電圧が比
較的低い基準電圧に切り換えられるーことから、メイン
回路の出力電圧がゼロ付近にまで垂下したときの差動ア
ンプに入力される電圧差があまり大きくならないので、
パルス幅制御回路に入力される信号も比較的小さい信号
となる。それ故、スイッチングレギュレータ等の出力電
流はあまり増大することがない。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明による過電流検出回路の一実施例を示し
ている。

過電流検出回路１０は、図示しないスイッチングレギュ
レータ等の過電流を検出すべき交流部分のメイン回路１
１に一次側コイル１２ａが直列に接続されたカレントト
ランス１２と、このカレントトランス１２の二次側コイ
ル１２ｂの両端にそれぞれ一側が接続され＋側が互いに
接続されている二つのダイオード１３．１４と、これら
ダイオード１３．１４の＋側と上記カレントトランス１
２の二次側コイル１２ｂの中間点１２ｃとの間にそれぞ
れ接続されたコンデンサ１５及び抵抗１６と、この抵抗
１６に対して並列に且つ互いに直列に接続された抵抗１
７及び可変抵抗１８と、この可変抵抗Ｉ８の＋側が一方
の入力端子１９ａに接続されていると共に、他方の入力
端子１９ｂには定電圧が抵抗２０．２１により分圧され
て基準電圧として入力されている差動アンプ１９と、該
差動アンプ１９の出力端子１９ｃに接続されている外部
接続端子２２とを含んでいる。

以上の構成は、従来の、即ち第２図に示す過電流検出回
路１と同じ構成であるが、本発明による過電流検出回路
１０は、さらに抵抗２０．２１の間、即ち差動アンプ１
９の入力端子１９ｂに抵抗２３を介してコレクタが接続
され且つエミッタが可変抵抗１８の一例、即ちアースに
接続されていると共に、ベースがそれぞれ抵抗２４及び
２５゜２６を介してアースと差動アンプ１９の電源に接
続されているトランジスタ２７と、抵抗２５．２６の間
にコレクタが接続され且つエミッタがアースに接続され
ると共に、ベースがそれぞれ抵抗２８を介してアースに
、また抵抗２９及びツェナーダイオード３０を介して図
示しないスイッチングレギュレータ等の出力に接続され
ている第二のトランジスタ３１とを含んでいる。

本発明による過電流検出回路１０は以上のように構成さ
れており、スイッチングレギュレータ等のメイン回路の
出力が正常である場合には、スイッチングレギュレータ
等の出力電圧は所定電圧以上であることから、ツェナー
ダイオード３ｏ及び抵抗２９を介してトランジスタ３１
のベースにはＨレベルの信号が入力されることになり、
従って８亥トランジスタ３１はオンになっており、これ
により抵抗２６と２５との間の電圧はほぼアース電圧に
等しくなるため、トランジスタ２７のベースにはＬレベ
ルの信号が入力され、従って該トランジスタ２７はオフ
になっているので、差動アンプ１９の入力端子１９ｂに
は、抵抗２０．２１により分圧された基準電圧ｖ１が印
加される。この状態でカレントトランス１２の二次側コ
イル１２ｂには正常値の検出出力が発生し、この出力が
ダイ−：ｔ−１’１３，１４により全波整流され、コン
デンサ１５．抵抗１６により平滑された後、抵抗１７及
び可変抵抗１８により分圧されて、差動アンプ１９の一
方の入力端子１９ａに人力されるので、この差動アンプ
１９は他方の入力端子１９ｂに入力される基準電圧との
差、即ち正常であれば負の信号を出力端子２２を介して
図示しないパルス幅制御回路に出力することにより、ス
イッチングレギュレータ等の動作を継続させるように制
御させる。

ここで、スイッチングレギュレータ等のメイン回路１１
の出力電圧が短絡、破損等により垂下すると、該出力が
所定電圧以下になったとき、ツェナーダイオード３０が
オフとなり、これによりトランジスタ３１のベースにＬ
レベルの信号が入力されることとなって、該トランジス
タ３１がオフとなる。従って、トランジスタ２７のベー
スにはＨレベルの信号が入力されるため、該トランジス
タ２７がオンとなるので、差動アンプ１９の入力端子１
９ｂには、抵抗２１及び２３の並列合成抵抗と抵抗２０
との分圧による基準電圧ｖ２が印加されることになる。

この基準電圧Ｖ２は、前記基準電圧Ｖ、に比較して、抵
抗２１に対して並列に抵抗２３が接続されていることか
ら、低くなっている。

このため、差動アンプ１９はスイッチングレギュレータ
等の出力が一定電圧以下になったとき、基準電圧が比較
的低い電圧に切り換えられることになるので、カレント
トランス１２の二次側コイル１２　ｂに発生する検出出
力、そしてスイッチングレギュレータ等のメイン回路１
１においては、第３図に点ｆＩＣで示すように、最初は
垂下開始のＢ点から勾配をもって電圧■。が降下するが
、−定電圧以下になったときには差動アンプ１９の入力
端子１９ｂに入力される基準電圧がｖ２になるので、差
動アンプ１９の出力端子１９ｃからの外部出力端子２２
を介して出力される信号は、パルス幅制御回路に対して
より低い出力となるように制御させることから、出力電
圧■。がゼロの付近においても垂下開始時に比較してあ
まり大きな電流Ｉ０が流れないことになる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、過電流を検出すべ
きメイン回路に一次側コイルが直列に接続されたカレン
トトランスと、８亥カレントトランスの二次側コイルに
発生する出力電圧が一方の入力端子に入力され且つ他方
の入力端子には定電圧が抵抗により分圧された基準電圧
として入力される差動アンプと、該差動アンプの出力端
子に接続された外部出力端子とを含み、さらに上記差動
アンプの上記他方の入力端子に接続された分圧抵抗に対
して並列に接続された抵抗と、該抵抗に対して直列に接
続されていて且つ上記過電流を検出すべきメイン回路の
出力電圧が所定電圧以下になったときオンにされるスイ
ッチング素子が接続されているように過電流検出回路を
構成したから、スイッチングレギュレータ等のメイン回
路の出力が正常である場合には、その出力電圧が所定電
圧以上であることから、スイッチング素子はオフである
ので、差動アンプの他方の入力端子には、通常の基準電
圧が入力されることとなり、カレントトランスの二次側
コイルに発生する検出出力が差動アンプにより上記基準
電圧と比較され、その差である負の信号が外部出力端子
から出力されることにより、上記メイン回路の出力を制
御する、例えばパルス幅制御回路を制御させてスイッチ
ングレギュレ−タ等の動作を継続させるようにするが、
該メイン回路の出力電圧が短絡、破損等により垂下した
場合には、該出力電圧が所定電圧以下になったとき、ス
イッチング素子がオンとなり、これにより分圧抵抗に並
列に抵抗が、接続されることとなり、これにより差動ア
ンプの他方の入力端子に入力される基準電圧が上述した
通常の基準電圧より低くなる。従って、検出出力の垂下
に伴って該差動アンプの作用によりメイン回路の出力電
流が増大する際、該差動アンプの基準電圧が比較的低い
基準電圧に切り換えられることから、メイン回路の出力
電圧がゼロ付近にまで垂下したときの差動アンプに入力
される電圧差があまり大きくならないので、パルス幅制
御回路に入力される信号も一比較的小さい信号となり、
従ってスイッチングレギュレータ等の出力電流はあまり
増大することがない。

かくして、本発明によれば、メイン回路の出力が垂下し
た場合に、該出力の電流値があまり増大することなく、
これによりメイン回路を構成するダイオード、トランジ
スタ等の回路素子が比較的低い電流容量のもので済み、
従って装置全体が小型化されると共に、コストが低減さ
れ得る、極めて優れた過電流検出回路が提供され得るこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過電流検出回路の一実施例を示す
回路図である。 第２図は従来の過電流検出回路の一例を示す回路図、第
３図は第２図の過電流検出回路による出力垂下の状態を
示すグラフである。 １０・・・過電流検出回路；　１１・・・メイン回路；
１２・・・カレントトランス；　　１３，１４・・・ダ
イオード；　１５・・・コンデンサ；　　１６，１７，
２０，２１，２３．２４．２５．２６．２８．２９・・
・抵抗；　１８・・・可変抵抗；　１９・・・差動アン
プ；　２２・・・外部出力端子；２７．３１・・・トラ
ンジスタ；　３０・・・ツェナーダイオード。 特許出願人：スタンレー電気株式会社 代　理　人：弁理士　平　山　−室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 過電流を検出すべきメイン回路に一次側コイルが直列に
   接続されたカレントトランスと、該カレントトランスの
   二次側コイルに発生する出力電圧が一方の入力端子に入
   力され且つ他方の入力端子には定電圧が抵抗により分圧
   された基準電圧として入力される差動アンプと、該差動
   アンプの出力端子に接続された外部出力端子とを含む、
   過電流検出回路において、 上記差動アンプの上記他方の入力端子に接続された分圧
   抵抗に対して並列に接続された抵抗と、該抵抗に対して
   直列に接続されていて且つ上記メイン回路の出力電圧が
   所定電圧以下になったときオンにされるスイッチング素
   子が接続されていることを特徴とする、過電流検出回路
   。