JPH01282623A - 直流定電圧電源装置 - Google Patents

直流定電圧電源装置

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JPH01282623A
JPH01282623A JP11147488A JP11147488A JPH01282623A JP H01282623 A JPH01282623 A JP H01282623A JP 11147488 A JP11147488 A JP 11147488A JP 11147488 A JP11147488 A JP 11147488A JP H01282623 A JPH01282623 A JP H01282623A
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transistor
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Jiro Tanuma
田沼 二郎
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片倉 信一
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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、電流制限回路を備える直流定電圧電源装置に
関する。
(従来の技術) 第3図は従来の直流定電圧電源装置の回路構成図、第4
図はその負荷特性を示す図である。
この第3図において、1は入力端子源を示し、入力電圧
源1の正極側にはPNP トランジスタ2のエミッタが
接続されている。このトランジスタ2はスイッチング素
子を構成しており、コレクタにコイル3を介して正極側
の出力端子4が接続されている。コイル3の両端にはダ
イオード5及びコンデンサ6が並列に接続されている。
トランジスタ2のベースには誤差アンプ7の出力側が接
続され、誤差アンプ7の非反転入力端子は出力端子4側
に接続されている。誤差アンプ7の反転入力端子には三
角波発振器8が接続されている。
負極側の出力端子9には電流制限回路10が設けられて
いる。この電流制限回路10は出力端子9と入力電圧源
1との間に挿入されている電流検出用抵抗11と、この
抵抗11に並列的に接続されている分圧用抵抗12.1
3と、分圧用抵抗12.13間にベースが接続されてい
るNPNトランジスタ14とから成り、このトランジス
タ14のエミッタは分圧用抵抗12の一端に接続され、
そのコレクタは三角波発振器8の制御端子Cに接続され
ている。この制御端子C及びトランジスタ14のコレク
タにはバイアス抵抗15を介して内部電圧源16が接続
されている。
以上の構成を有する直流定電圧電源装置において、誤差
アンプ7は出力電圧■。、と、三角波発振器8からの三
角波電圧とを比較し、三角波電圧のレベルが高い時間だ
けrLJを出力してPNPトランジスタ2を導通させる
。従って、導通期間においてはPNPトランジスタ2の
コレクタ電圧がコイル3を介して出力端子4に出力電圧
■。。、として出力される。この導通期間には入力電圧
源1からの電流がコイル3を介してコンデンサ6に充電
される。
また、誤差アンプ7がrHJを出力している間において
はPNPトランジスタ2は非導通状態に保持されている
が、この場合にはダイオード5がフライホイール・ダイ
オードとして作用するので、コイル3の蓄積エネルギー
によりコンデンサ6に充電された電流がコンデンサ6、
ダイオード5及びコイル3の経路を流れ、出力端子4に
出力電圧V。utが連続的に現われる。
出力電圧V。utが所定レベルより高い場合には誤差ア
ンプ7のrLJ期間が短くなるので、PNPトランジス
タ2の導通期間も短くなる。これに対して、出力電圧■
。、が所定レベルより低い場合には誤差アンプ7のrL
J期間が長くなるので、PNPトランジスタ2の導通期
間も長くなる。従って、PNPトランジスタ2の導通期
間の制御により出力電圧■。utを所定レベルに保持す
ることができる。
一方、電流制限回路10において、電流検出用抵抗11
に負荷電流IQが流れると、両端に電位差が生じるので
、この電位差は分圧用抵抗12.13にて分圧される。
負荷電流IQが設定した制限電流値In+m(第4図参
照)以下の場合分圧用抵抗12.13にて分圧された電
圧はNPNトランジスタ14のベース・エミッタ間飽和
電圧V。
より小さい値になるので、該トランジスタ14は動作し
ない。従って、三角波発振器8の制御端子Cが内部電圧
源16にてrHJに保持されるので、該発振器8より三
角波電圧が出力され、上述したようにスイッチング素子
としてのPNP トランジスタ2が断続的に導通制御さ
れる。
これに対して、負荷電流IQが制限電流値r Al+m
より大きくなると、分圧用抵抗12.13にて分圧され
た電圧がNPNトランジスタ14のベース・エミッタ間
飽和電圧V、。よりも大きい値になるので、該トランジ
スタ14が動作を開始し、コレクタ電圧が低下する。従
って、三角波発振器8の制御端子CがrLJに変化する
ので、該発振器8の動作が停止し、三角波電圧が誤差ア
ンプ7に供給されなくなっている。よって、PNPトラ
ンジスタ2が非導通状態に保持されるので、第4図に示
すように、制限電流値I 11111位置で出力電圧V
。utが低下し、負荷電流IQが減少する。
尚、NPNトランジスタ14のベース・エミッタ間飽和
電圧■ゎ。と制限電流値I (L、mとは、電流検出用
抵抗11の抵抗値をR1!、分圧用抵抗12.13の抵
抗値をR1□、RI3とすると、次式のように表わすこ
とができる。
Vbs=R++X IA+m XR+z/ (R+□+
R13)(発明が解決しようとする課題) しかし、上記した従来の直流定電圧電源装置では、負荷
短絡やハーフショートが生じた場合でもPNP トラン
ジスタ2が誤差アンプ7及び三角波発生器8にて制御さ
れて動作してしまう。そして、入力電圧源1の電圧なり
ln、コンデンサ6の両端電圧を■。、コイル3のイン
ダクタンスをり、PNPトランジスタ2の導通期間をT
。nとすると、該トランジスタ2に流れる電流工は、I
 = (Vl、、−Vc)T、n/Lで表わすことがで
きるが、負荷短絡等が生じた場合には出力電圧V o 
u tが徐々に低下するので、導通期間T0゜が長くな
ってしまう。このため、PNPトランジスタ2に流れる
電流工が非常に大きくなり、該トランジスタ2が短期間
で劣化したり破壊される欠点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、負荷短絡やハーフショートが生じてもスイッチ
ング素子が劣化したり破壊されることのない構造を有す
る直流定電圧電源装置を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、所定の電圧を出力するためのスイッチング素
子と、このスイッチング素子を制御する制御部と、負荷
電流が設定レベル以上に増加した時点で制御部に停止信
号を出力する電流制限回路とを備える直流定電圧電源装
置において、出力電圧を検出する電圧検出回路と、この
電圧検出回路が一定レベル以下の電圧を検出した時点で
電流制限回路に動作信号を供給して制御部に停止信号を
出力させる保護回路とを付加したことを特徴とする。
(作用) 負荷短絡やハーフショートにて出力電圧が低下した場合
これを電圧検出回路にて検出し、この検出信号に基づい
て保護回路より電流制限回路に動作信号を供給する。電
流制限回路はこれにより制御部に停止信号を出力するの
で、スイッチング素子が非導通状態に保持される。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
第1図は本発明に係る直流定電圧電源装置の回路構成図
、第2図はその負荷特性を示す図である。
この第1図において、1は入力電圧源を示し、入力電圧
源1の正極側にはPNPトランジスタ2のエミッタが接
続されている。このトランジスタ2はスイッチング素子
を構成しており、コレクタにコイル3を介して正極側の
出力端子4が接続されている。コイル3の両端にはフラ
イホイール・ダイオード5及びコンデンサ6が並列に接
続されている。PNPトランジスタ2のベースには誤差
アンプ7の出力側が接続され、誤差アンプ7の非反転入
力端子は出力端子4側に接続されている。
誤差アンプ7の反転入力端子には三角波発振器8が接続
されている。
負極側の出力端子9には電流制限回路10が設けられて
いる。この電流制限回路10は出力端子9と入力端子源
lとの間に挿入されている電流検出用抵抗11と、この
抵抗11に並列的に接続されている分圧用抵抗12.1
3と、分圧用抵抗12.13間にベースが接続されてい
るNPNトランジスタ14とから成る。トランジスタ1
4のエミッタは分圧用抵抗12の一端に接続され、その
コレクタは三角波発振器8の制御端子Cに接続されてい
る。制御端子C及びトランジスタ14のコレクタにはバ
イアス抵抗15を介して内部電圧源16が接続されてい
る。
以上の構成は第3図に示す従来の直流定電圧電源装置と
同一構成である。
さて、出力端子4と9との間には電圧検出回路20が配
されている。この電圧検出回路20は出力端子4にカソ
ード側が接続されているツェナーダイオード21と、ツ
ェナーダイオード21のアノード側に直列に接続されて
いる分圧用抵抗22.23とから成り、分圧用抵抗23
の一端は出力端子9側に接続されている。ツェナーダイ
オード21はそのツェナー電圧V工が、負荷電流工αが
制限電流値I Q、、の範囲内において流れる場合に出
力電圧■。、よりも小さくなるように選定されている。
分圧用抵抗22.23の間にはNPNトランジスタ24
のベースが接続されている。このトランジスタ24のエ
ミッタは出力端子9に接続され、そのコレクタにはバイ
アス抵抗15を介して内部電圧源16が接続されている
。また、このトランジスタ24のコレクタには他のNP
Nトランジスタ25のベースが接続されている。このト
ランジスタ25のコレクタは電流制限回路10の分圧用
抵抗13の一端に接続され、そのエミッタはNPN ト
ランジスタ14のベースに接続されている。これらのN
PNトランジスタ24.25は保護回路を構成している
次に、本発明に係る直流定電圧電源装置の動作を説明す
るが、定電圧出力制御については従来と同一なので、そ
の説明を省略する。
先ず、負荷短絡等が生ぜずに、出力端子4より所定の出
力電圧■。utを得ている場合においては、この出力電
圧■。いがツェナーダイオード21のツェナー電圧■2
よりも大きいので、分圧用抵抗22.23に電流が流れ
る。この場合保護回路を構成しているNPNトランジス
タ24のベース・エミッタ間飽和電圧Vbeは、分圧用
抵抗22.23の抵抗値をR2□、R23とすると、次
式のように設定されている。
’/b−<(V、、−VJRz3/(R2z”Rz3)
  ・” (1)従って、分圧用抵抗22.23に電流
が流れた場合NPNトランジスタ24は導通し、他のN
PNトランジスタ25を非導通状態に保持する。よって
、定常状態においては電流制限回路10は従来と同一動
作を行なう。即ち、第2図に示すように、負荷電流I(
Lが設定した制限電流値Iへ、以下の場合分圧用抵抗1
2.13にて分圧された電圧はNPNトランジスタ14
のベース・エミッタ間飽和電圧Vbsより小さい値にな
るので、該トランジスタ14は動作しない。従って、三
角波発振器8の制御端子Cが内部電圧源16にてrHJ
に保持されるので、三角波電圧が出力され、PNP)ラ
ンジスタ2が断続的に導通制御される。
これに対して、負荷電流Inが電源電流値I Qlll
lより大きくなると、NPN トランジスタ14が動作
を開始し、そのコレクタ電圧が低下する。従って、三角
波発振器8の制御端子CがrLJに変化し、三角波電圧
の供給が停止する。
よって、PNP t−ランジスタ2が非導通状態に保持
され、制限電流値I Q+m位置で出力電圧V。utが
低下し、負荷電流Inが制限電流値I 81m以下まで
減少する。
さて、負荷短絡やハーフショートが生じると、負荷電流
Inが制限電流値工QI、、、の状態になり、出力電圧
■。、が低下する。
この場合保護回路のNPNトランジスタ24におけるベ
ース・エミッタ間飽和電圧■ゎ。と出力電圧■。、との
関係が次式のようになると、NPNトランジスタ24が
非導通状態となる。
Vbe・(V+−VJRz3/(Rzz”Rz:+) 
   ・(2)ここで、vlは出力電圧V。utの低下
した電圧を示している。
このように、NPNトランジスタ24が出力電圧V。u
tの低下(V+)で非導通状態になると、他のNPNト
ランジスタ25が導通する。従って、電流制限回路10
のNPN トランジスタ14も導通するので、三角波発
振器8からの三角波電圧の供給が停止し、PNP トラ
ンジスタ2が非導通状態に保持される。よって、負荷短
絡やハーフショートが連続的に生じてもPNPトランジ
スタ2の特性が劣化したり破壊されるのを防止すること
ができる。
ところで、出力電圧V o u tが■1まで低下する
と、電流検出用抵抗11に流れる負荷電流Inが、第2
図に示すように、■′α1□の制限電流値となる。そし
て、NPNトランジスタ25のコレクタ・エミッタ間飽
和電圧をv06、NPNトランジスタ14のベース・エ
ミッタ間飽和電圧な■b、、電流検出用抵抗11の抵抗
値をR1とすると、出力電圧V。。、がVlまで低下し
た場合の上記制限電流値I ’O1eは次式のように表
わすことができる。
Vbe + Vcs= I ’Q1mX R11”・(
3)尚、上記実施例において、出力電圧■。utの低下
を電圧検出回路20にて多段に検出し、かつ保護回路に
て電流制限回路10のインピーダンスを多段に変換させ
るようにすると、負荷電流工Ωをフの字型特性を持たせ
て制限することが可能である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、出力電圧の低下
を電圧検出回路にて検出し、その検出信号により保護回
路から電流制限回路に動作信号を供給するようにしたの
で、電流制限回路の停止信号にて制御部を介してスイッ
チング素子を非導通状態に保持することができる。従っ
て、負荷短絡やハーフショートが生じてもスイッチング
素子の特性劣化や破壊が発生することのない信頼性を有
する直流定電圧電源装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明に係る直流定電圧電源装置の
回路構成図とその負荷特性を示す図、第3図及び第4図
は従来の直流定電圧電源装置の回路構成図とその負荷特
性を示す図である。 2・・・PNPトランジスタ、3・・・コイル、5・・
・ダイオード、6・・・コンデンサ、7・・・誤差アン
プ、8・・・三角波発振器、10・・・電流制限回路、
20・・・電圧検出回路、24.25・・・NPNトラ
ンジスタ。 従辛f:)装置の負荷りMす図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所定の電圧を出力するためのスイッチング素子と、該ス
    イッチング素子を制御する制御部と、負荷電流が設定レ
    ベル以上に増加した時点で前記制御部に停止信号を出力
    する電流制限回路とを備える直流定電圧電源装置におい
    て、 出力電圧を検出する電圧検出回路と、 該電圧検出回路が一定レベル以下の電圧を検出した時点
    で前記電流制限回路に前記停止信号を出力させるべく動
    作信号を供給する保護回路とを含むことを特徴とする直
    流定電圧電源装置。
JP63111474A 1988-05-10 1988-05-10 直流定電圧電源装置 Expired - Lifetime JPH0746291B2 (ja)

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