JPH03150023A - 過電流保護回路 - 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、安定化直流電源における過電流保護回路に関
する。

〔従来の技術〕

ＯＡＱ器を始め、各種の電気・電子機器の電源としての
安定化直流電源に用いられるスイッチングレギュレータ
は、周辺機器の増設等により多出力化されてりる。その
上、出力負荷変動が厳しく制限されている機器仕様では
、上記スイッチングレギュレータに更に制御系を設けて
対応せざるを得ない状態である。その一つの例としてチ
ョッパー回路が考えられる。この種のチョッパー回路の
回路方式は、一旦安定化された直流（Ｄ　Ｃ）電源を、
その人力主直流電源として使用できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記多出力の一部をチョッパー回路から取り出
す場合は、該チョッパー回路のＧＮＤラインが一点で接
地されているために、その過電流保護回路の検出電流の
ための抵抗はＧＮＤラインに入れることはできない。

すなわち、第４図は従来の安定化電源回路の一例を説明
する回路図であって、１．２は入力端子、３．４は出力
端子、５はチョッパー回路、６は差動増幅器である。

同図に示したように、電流検出用の抵抗をＧＮＤライン
のＣ−８間に入れられないので、出力端子の＋側３に抵
抗Ｒ２を入れて電流検出を行うのが一般的であるが、出
力電流１．によりＲ２・１、の電圧降下分だけＡ−Ｂ間
の出力電圧より落ちる。このように、実際に必要な電圧
Ｖ、は出力電流により大きく左右され、負荷変動により
出力電圧が変ってしまう。

また、Ｄ−Ｂ間に基準電圧源ｖＩｌｔＦを設ける必要が
あるため、回路構成が複雑になる。

以上のような問題を解決するために、第５図のような回
路構成も考えられる。

第５図は本発明に至る過程で考慮した回路構成図であっ
て、７はトランスＣＴ、７１は一次巻線、７２は二次巻
線である。

この回路はトランスＣＴ７の一次巻線７１を入力端子ｌ
とチョッパー回路５に直列に挿入し、入力電流の変化を
その二次巻線７２に接続した抵抗Ｒｔで電圧変化として
取り出し、これをダイオードＤ１、コンデンサＣ，で整
流したものをチョッパー５の過電流保護入力端子Ｆに印
加して過電流の保護動作（以下、ｏ−ｃ−ｐと言う）を
行わせるようにしたものである。

この構成によれば、出力端子３−４に電流検出部がない
ので負荷の変動による出力電圧の変化は生じないという
利点があるが、この回路の動作特性は、第６図に示した
ように、ｏ、ｃ、ｐが開始されてから出力電圧Ｖ０が完
全に落ちるまで電流が伸び続け、この状態が長く続くと
チョッパー５内部の駆動用トランジスタが破壊に至ると
いう問題がある。このトランジスタの破壊を回避するた
めには、第７図に示したような特性とする必要がある。

本発明の目的は、多出力安定化直流電源の一つのＤＣ出
力から別のＤＣ電源を作るチョッパー回路の出力端子の
＋側に設けた過電流保護回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ＤＣ入力端子とチョッパーの間に直列に一
次巻線を挿入したトランスと、このトランスの二次巻線
に誘起する電圧を整流したものと該チョッパーの十出力
端子の出力電流とを該チョッパーの過電流保護端子に印
加する手段とを設けることによって達成される。

〔作用〕

トランスを用いることで従来技術のような基準電源を必
要とせず、また出力端に電流検出回路を設けないので負
荷変動による電圧変化がなく、チョッパーのトランジス
タを破壊させることのない簡単な構成の過電流保護回路
が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による過電流保護回路の一実施例の構成
図であって、ｌ、　　２はＤＣ入力端子、３゜４はＤＣ
出力端子、５はチョッパー回路、７はカレントトランス
（ＣＴ）、Ｒｒは過電流保護動作点設定用抵抗、Ｒ，ば
ダイオードＤ、、ＤｔとコンデンサＣ，，Ｃ，からなる
倍電圧整流回路にチョッパー回路５の出力からエネルギ
ーを供給する手段である。

同図において、主直流電源からの入力端子ｌ（＋側）と
入力端子２　（ＧＮＤ側）間にＤＣ電圧が加わると、チ
ョッパー回路５が動作し始める。

チョッパー回路５のスイッチングパルスによりカレント
トランス（以下、単にトランス）７の一次巻線７１に流
れる断続電流が一次巻線と二次巻線の巻線比に応して二
次巻＆！７２に電圧を誘起させる。

抵抗Ｒ，は二次巻線７２間の電圧を決定する。

チョッパー５のオンパルスによって発生した電圧は、ダ
イオードＤ、とコンデンサＣ１によって整流され、さら
にオフパルスによって発生した電圧はダイオードＤ２と
コンデンサＣ２によって整流されて全波整流される。

チョッパー回路５は、その過電流保護入力端子Ｆが負の
とき過電流保護動作（０，Ｃ，Ｐ）が働くものとすると
、前記第５図の構成では、第３図の動作波形図に示した
ように、過電流保護入力端子Ｆが負電位になったときに
ｏ−ｃ、ｐが働き、そのときのオン幅は狭くなり、入力
電流ｉも減少するため再び過電流保護入力端子Ｆが正電
位になってｏ、ｃ、ｐが解除され、また出力電流■。が
現状あるいはそれ以上になると、またｏ、ｃ、ｐが働い
て、また解除され・・・・、というようにｏ、ｃ、ｐが
かかったり、かからなかったりするために、ｏ、ｃ、ｐ
が完全にかからず電流が第６図のように伸び続ける。

これに対して、本発明ではｏ−ｃ−ｐが開始すると、チ
ョッパー回路５の過電流保護入力端子Ｆの電位が正電位
にならないようにするものである。

第３図に示したように第５図のトランスフの二次巻線７
２のＰ点とチョッパー回路５の過電流保護入力端子Ｆ点
の間の電圧（Ｐ−Ｆ間電圧）は、０゜Ｃ１２が働くと、
トランスフからチョッパー回路５の過電流保護入力端子
Ｆに与えられるエネルギーが不足してＱ−４Ｑのように
なり、２−Ｆ間電圧、すなわちＧＮＤ−過電流保護入力
端子Ｆ点の間の電圧はＧＮＤレベルを上下して安定しな
いために、前記第６図で説明したような事態が生じる。

すなわち、本発明では第１図に示したように、ｏ−ｃ、
ｐが動作中であっても、トランスフの二次巻線に接続し
た整流回路が中間タップを使った倍電圧方式としている
ため、トランスフの二次巻線７２に並列接続した抵抗Ｒ
，の両端電圧（ｐ−ｑ間電圧）は第２図に示したように
Ｑ−Ｑのようになり、チョッパー回路５のオフパルスに
よるエネルギーの供給が負電圧の方向に大きくなるよう
にしている。負荷が重くなればなる程、オン幅が狭めら
れて、オン幅によるチョッパー回路５の＋出力端ｒ、す
なわち出力端子３から抵抗Ｒ１を会して供給されるエネ
ルギーＱ°が大きくなって、過電流保護入力端子Ｆの電
位は常に負電圧になる。

そのため、ますます出力電圧（出力端子３−４間電圧）
が落ちる方向に動作し、ｏ、ｃ、ｐは解除されない。

なお、抵抗Ｒ１は過電流動作点を設定するものであり、
抵抗Ｒ２とコンデンサＣ，，Ｃｔとで第７図に示したよ
うなフの字のカーブを任意に決定できる。コンデンサＣ
１，Ｃｚの容量が大きければ大きい程、上記フの字のカ
ーブが大きくなり、抵抗Ｒ２の値が大きければ大きい程
フの字のカーブが緩やかになる。この抵抗Ｒ２は省略す
ることもできる。

このような構成としたことにより、出力電流Ｉ。が大き
い程Ｒ２・Ｉｏが大きくなり、その分負荷へ供給する電
流の変動が大きくなるが、本発明では出力端に電流検出
回路を挿入する必要がないので、このような負荷電流の
変動はない。

また、カレントトランスを用いて電流検出を行っている
ため、前記従来例に用いたようなオペアンプ（差動増幅
器）や基準電源などを要せず、回−，路が簡単になる。

さらに、ｏ、ｃ、ｐが動作してから電流が伸びるという
こともない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、負荷電流の変動
をもたらすことがなく、簡単な回路構成の過電流保護回
路を捉供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による過電流保護回路の一実施例を説明
する回路図、第２図は第１図の動作説明図、第３図は従
来回路の動作説明図、第４図は従来技術による過電流保
護回路を説明する回路図、第５図は本発明に至る過程に
おいて構成した過電流保護回路を説明する回路図、第６
図と第７図は過電流保護回路の出力特性図である。 １．２・・・・ＤＣ入力端子、３．４・・・・ＤＣ出力
端子、５・・・・チョッパ二回路、７・・・・カレント
トランス。 ↑　　　　巨 ｍ＋ 〜　　Ｌｒ″″″Ｊ− 隊、ｊｉｌ　　ｌ　　１ １　　　　ム 第２　図 ωユーＢ　Ｊ　　　ｉｌ　　１　　　　２−Ｆ聞電那１
．１　　．１１ １、＋　　　　　＋１ 瘍Ｊ図 第５　図 箆６図 ２１　　ビｒｏ、ｃ、ｐ− １］ 「イｏ−ｃ　ｐ動作、４７ ｖｏＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主直流電源の正端子とチョッパー回路の入力端子間に一
   次巻線を直列接続したトランスと、このトランスの二次
   巻線と並列接続した過電流保護動作点設定用抵抗と、上
   記二次巻線と上記主直流電源の負端子間に設けた倍電圧
   整流回路と、上記チョッパー回路の正出力端子から上記
   倍電圧整流回路に電流を供給する電流供給手段とから構
   成したことを特徴とする過電流保護回路。