JPH0352556A - スイッチング電源装置の保護回路 - Google Patents
スイッチング電源装置の保護回路Info
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- JPH0352556A JPH0352556A JP18510689A JP18510689A JPH0352556A JP H0352556 A JPH0352556 A JP H0352556A JP 18510689 A JP18510689 A JP 18510689A JP 18510689 A JP18510689 A JP 18510689A JP H0352556 A JPH0352556 A JP H0352556A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 13
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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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。
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Description
この発明は、スイッチング電源装置における出力電圧異
常時の保護回路に関するもので、特に保護検出信号の入
力端子の新設を不要にし得るようにしたスイッチング電
源装置の保護回路に関する。
常時の保護回路に関するもので、特に保護検出信号の入
力端子の新設を不要にし得るようにしたスイッチング電
源装置の保護回路に関する。
この種のスイッチング電源装置の保護回路には、過負荷
の時に出力電流を制限し、主スイッチングトランジスタ
を保護するものと、何らかの原因で装置の出力電圧が過
電圧になった場合に動作を停止し、負荷を破壊から守る
ものの２つがある。
の時に出力電流を制限し、主スイッチングトランジスタ
を保護するものと、何らかの原因で装置の出力電圧が過
電圧になった場合に動作を停止し、負荷を破壊から守る
ものの２つがある。
従来、前述のような保護動作は全く別の構或の回路で行
われており、各々の異常情報も別々に保護制御回路に入
力される必要があった。そのためこの保護回路は部品点
数も多く、更にこの保護回路をＩＣ化しようとすると端
子数が増え、コストや実装スペースが増大してしまうと
いう問題があった。 そこで本発明は、前述の問題を解消するため、エラーア
ンプの出力が或る上下限電圧外になった状態が所定時間
継続した場合に主スイッチングトランジスタを遮断して
しまうスイッチング電源装置の保護回路を提供すること
を課題とする。
われており、各々の異常情報も別々に保護制御回路に入
力される必要があった。そのためこの保護回路は部品点
数も多く、更にこの保護回路をＩＣ化しようとすると端
子数が増え、コストや実装スペースが増大してしまうと
いう問題があった。 そこで本発明は、前述の問題を解消するため、エラーア
ンプの出力が或る上下限電圧外になった状態が所定時間
継続した場合に主スイッチングトランジスタを遮断して
しまうスイッチング電源装置の保護回路を提供すること
を課題とする。
前記の課題を解決するために本発明の回路は、『バルス
幅変調パルス（コンバレータバルス出力３８など）で開
閉駆動される半導体スイッチング素子（主スイッチング
トランジスタＳＷなど）を介し、直流電源電圧を開閉し
て負荷へ供給する電圧を得るスイッチング電源装置であ
って、前記負荷供給電圧（を検出してなる出力検出電圧
ＶＯなと）と所定の基準電圧（ＶＲなと）との差電圧を
増巾するエラー増巾器（エラーアンプ２など）と、 所定の上，下限電圧（上限レベル■Ｈ，下限レベルＶＬ
など）の間を全振巾として変化する鋸歯状波電圧（発振
器出力Ｌａなど）と前記エラー増巾器の出力電圧（ＶＢ
など）とを比較し、前記パルス幅変調パルスを出力する
ＰＷＭパルス発生手段（ＰＷＭコンパレータ３など）と
、を備え、前記負荷供給電圧をほぼ前記基準電圧に維持
するスイッチング電源装置において、 前記エラー増巾器の出力電圧が前記上，下限電圧の範囲
外にある状態が所定時間以上継続したことを判別して前
記半導体スイッチング素子への前記パルス幅変調パルス
の供給をしゃ断する手段（エラーアンプ出力検知回路４
，タイマ回路５，ＡＮＤゲート６など）を備えたｊもの
とする。
幅変調パルス（コンバレータバルス出力３８など）で開
閉駆動される半導体スイッチング素子（主スイッチング
トランジスタＳＷなど）を介し、直流電源電圧を開閉し
て負荷へ供給する電圧を得るスイッチング電源装置であ
って、前記負荷供給電圧（を検出してなる出力検出電圧
ＶＯなと）と所定の基準電圧（ＶＲなと）との差電圧を
増巾するエラー増巾器（エラーアンプ２など）と、 所定の上，下限電圧（上限レベル■Ｈ，下限レベルＶＬ
など）の間を全振巾として変化する鋸歯状波電圧（発振
器出力Ｌａなど）と前記エラー増巾器の出力電圧（ＶＢ
など）とを比較し、前記パルス幅変調パルスを出力する
ＰＷＭパルス発生手段（ＰＷＭコンパレータ３など）と
、を備え、前記負荷供給電圧をほぼ前記基準電圧に維持
するスイッチング電源装置において、 前記エラー増巾器の出力電圧が前記上，下限電圧の範囲
外にある状態が所定時間以上継続したことを判別して前
記半導体スイッチング素子への前記パルス幅変調パルス
の供給をしゃ断する手段（エラーアンプ出力検知回路４
，タイマ回路５，ＡＮＤゲート６など）を備えたｊもの
とする。
スイッチング電源装置は、鋸歯状波（または三角波）発
振器出力とエラーアンプ出力とをＰＷＭコンパレータに
入力して、パルス幅変調（ＰＷＭ）のパルスを出力させ
、このＰＷＭパルスで、主スイッチングトランジスタを
開閉駆動し、そのオン期間のデューティサイクルを変化
させることにょり、定電圧制御を行う。従って、ＰＷＭ
コンパレータに人力されるエラーアンプの出力レベルは
通常動作時には、必ず発振器の鋸歯状波出力レベルの範
囲内にある。逆にこの範囲外にある場合には、スイッチ
ング電源装置の出力電圧が過大か過小かのいずれかであ
る。従って過大または過小の場合には、主スイッチング
トランジスタを遮断してしまえばスイッチング電源回路
または負荷回路を破壊から守ることが可能となる。ただ
し、スイッチング電源装置の起動時にはその出力電圧が
過小の状態であるので、本保護回路が動作した瞬間に主
スイッチングトランジスタを遮断するとスイッチング電
源装置が起動不能となるので、この起動時間よりも長い
一定の期間、スイッチング電源装置の出力電圧異常の状
態が継続した場合にのみ、主スイッチングトランジスタ
遮断の信号を出力するタイマ回路を設ける。このタイマ
回路はまた、外来ノイズ等による誤動作を防止する作用
もある。
振器出力とエラーアンプ出力とをＰＷＭコンパレータに
入力して、パルス幅変調（ＰＷＭ）のパルスを出力させ
、このＰＷＭパルスで、主スイッチングトランジスタを
開閉駆動し、そのオン期間のデューティサイクルを変化
させることにょり、定電圧制御を行う。従って、ＰＷＭ
コンパレータに人力されるエラーアンプの出力レベルは
通常動作時には、必ず発振器の鋸歯状波出力レベルの範
囲内にある。逆にこの範囲外にある場合には、スイッチ
ング電源装置の出力電圧が過大か過小かのいずれかであ
る。従って過大または過小の場合には、主スイッチング
トランジスタを遮断してしまえばスイッチング電源回路
または負荷回路を破壊から守ることが可能となる。ただ
し、スイッチング電源装置の起動時にはその出力電圧が
過小の状態であるので、本保護回路が動作した瞬間に主
スイッチングトランジスタを遮断するとスイッチング電
源装置が起動不能となるので、この起動時間よりも長い
一定の期間、スイッチング電源装置の出力電圧異常の状
態が継続した場合にのみ、主スイッチングトランジスタ
遮断の信号を出力するタイマ回路を設ける。このタイマ
回路はまた、外来ノイズ等による誤動作を防止する作用
もある。
第１図は本発明の一実施例としての要部の構成を示すブ
ロック回路図である。同図において、１は所定周期の鋸
歯状波の発振器で、この発振器の出力電圧１ａは所定の
上限レベルＶＨと所定の下限レベルＶＬとの間を全振巾
として変化する．２はエラーアンプでスイッチング電源
装置の出力電圧の検出値（出力検出電圧という）■Ｏと
基準電圧ＶＲとを比較し、この両電圧の差（エラー）を
増巾し出力する。この場合、前者ＶＯが後者ＶＲを下回
るほどエラーアンプ２の出力電圧ＶＥは増大する。 ３はＰＷＭコンバレー夕で、発振器出力電圧１ａとエラ
ーアンプ出力電圧ＶＨとを比較し、前者１ａが後者ＶＢ
下回る期間はそのパルス出力３ａを“Ｈ Ｉ１に、逆に
前者１ａが後者ＶＥを上回る期間はそのパルス出力３ａ
を“Ｌ”として出力する。 このＰＷＭコンパレータ３のパルス出力３ａは、正常時
には、このままこの主スイッチングトランジスタＳＷの
開閉駆動に供され、出力３ａの“Ｈ”，“Ｌ”に応じて
それぞれ主スイッチングトランジスタＳＷのＯＮ，ＯＦ
Ｆが行われる。このようにして主スイッチングトランジ
スタＳＷは図外の直流電源を開閉し、その結果として主
スイッチングトランジスタＳＷから図外の負荷側に供給
される電圧（の平均値）としてのスイッチング電源装置
の出力電圧は基準電圧ＶＲに対応した所定電圧に維持さ
れる。 ところで本発明では上述の回路に、さらにエラーアンプ
出力電圧ＶＥの異常を検出する回路（エラーアンプ出力
検知回路）４，ＣＲ積分回路などからなるタイマ回路５
，およびＡＮＤゲート６を付加し、異常時にＰＷＭコン
パレータのパルス出力３ａが主スイッチングトランジス
タＳＷに与えられることを阻止し、主スイッチングトラ
ンジスタＳＷをＯＦＦ状態とする。 即ち前述のようにＰＷＭコンパレータ３により発振器１
の出力１ａとエラーアンプ２の出力ＶＥが比較されるが
、このとき発振器出力１ａのレベルの上限がＶＨ，下限
がＶＬであるから、正常な動作の場合、エラーアンプ出
力電圧ＶＥは、ＶＬ＜ＶＥ＜ＶＨとなっている。 しかし何らかの原因でスイッチング電源装置の出力電圧
（従って出力検出電圧ＶＯ）が正規の値（従って基準電
圧ＶＲ）より大きくなるか、または小さくなると、エラ
ーアンブ２の電圧利得は非常に大きい（通常１万倍以上
である）ので、エラーアンプ出力電圧ＶＥは■Ｅ＜ＶＬ
または■Ｅ〉■Ｈとなる。この状態をエラーアンプ出力
検知回路４で検出する。この検知回路４が動作し、それ
が一定の時間継続すると、タイマ回路５の出力５ａが゛
Ｌ”に変化し、ＡＮＤゲート回路６により、ＰＷＭコン
パレータ３のパルス出力３ａをしゃ断する。パルス出力
３ａがしゃ断されると、主スイッチングトランジスタＳ
ＷはＯＦＦのままとなり、スイッチング電源装置の出力
電圧は零になる。すると、エラーアンプ２の出力はＶＩ
Ｅ＞Ｖｌ＋の関係を維持する。（但しこの保護動作に入
る最初にＶＥ＜ＶＬの場合には、ＶＥ＞Ｖｌ１に反転し
、この状態を維持することになる。） 従って、主スイッチングトランジスタＳＷも動作停止の
ままであり、スイッチング電源装置の出力電圧も零状態
を維持することにより、保護動作が行われることとなる
。この保護動作はタイマ回路５をリセットすることによ
り解除される。
ロック回路図である。同図において、１は所定周期の鋸
歯状波の発振器で、この発振器の出力電圧１ａは所定の
上限レベルＶＨと所定の下限レベルＶＬとの間を全振巾
として変化する．２はエラーアンプでスイッチング電源
装置の出力電圧の検出値（出力検出電圧という）■Ｏと
基準電圧ＶＲとを比較し、この両電圧の差（エラー）を
増巾し出力する。この場合、前者ＶＯが後者ＶＲを下回
るほどエラーアンプ２の出力電圧ＶＥは増大する。 ３はＰＷＭコンバレー夕で、発振器出力電圧１ａとエラ
ーアンプ出力電圧ＶＨとを比較し、前者１ａが後者ＶＢ
下回る期間はそのパルス出力３ａを“Ｈ Ｉ１に、逆に
前者１ａが後者ＶＥを上回る期間はそのパルス出力３ａ
を“Ｌ”として出力する。 このＰＷＭコンパレータ３のパルス出力３ａは、正常時
には、このままこの主スイッチングトランジスタＳＷの
開閉駆動に供され、出力３ａの“Ｈ”，“Ｌ”に応じて
それぞれ主スイッチングトランジスタＳＷのＯＮ，ＯＦ
Ｆが行われる。このようにして主スイッチングトランジ
スタＳＷは図外の直流電源を開閉し、その結果として主
スイッチングトランジスタＳＷから図外の負荷側に供給
される電圧（の平均値）としてのスイッチング電源装置
の出力電圧は基準電圧ＶＲに対応した所定電圧に維持さ
れる。 ところで本発明では上述の回路に、さらにエラーアンプ
出力電圧ＶＥの異常を検出する回路（エラーアンプ出力
検知回路）４，ＣＲ積分回路などからなるタイマ回路５
，およびＡＮＤゲート６を付加し、異常時にＰＷＭコン
パレータのパルス出力３ａが主スイッチングトランジス
タＳＷに与えられることを阻止し、主スイッチングトラ
ンジスタＳＷをＯＦＦ状態とする。 即ち前述のようにＰＷＭコンパレータ３により発振器１
の出力１ａとエラーアンプ２の出力ＶＥが比較されるが
、このとき発振器出力１ａのレベルの上限がＶＨ，下限
がＶＬであるから、正常な動作の場合、エラーアンプ出
力電圧ＶＥは、ＶＬ＜ＶＥ＜ＶＨとなっている。 しかし何らかの原因でスイッチング電源装置の出力電圧
（従って出力検出電圧ＶＯ）が正規の値（従って基準電
圧ＶＲ）より大きくなるか、または小さくなると、エラ
ーアンブ２の電圧利得は非常に大きい（通常１万倍以上
である）ので、エラーアンプ出力電圧ＶＥは■Ｅ＜ＶＬ
または■Ｅ〉■Ｈとなる。この状態をエラーアンプ出力
検知回路４で検出する。この検知回路４が動作し、それ
が一定の時間継続すると、タイマ回路５の出力５ａが゛
Ｌ”に変化し、ＡＮＤゲート回路６により、ＰＷＭコン
パレータ３のパルス出力３ａをしゃ断する。パルス出力
３ａがしゃ断されると、主スイッチングトランジスタＳ
ＷはＯＦＦのままとなり、スイッチング電源装置の出力
電圧は零になる。すると、エラーアンプ２の出力はＶＩ
Ｅ＞Ｖｌ＋の関係を維持する。（但しこの保護動作に入
る最初にＶＥ＜ＶＬの場合には、ＶＥ＞Ｖｌ１に反転し
、この状態を維持することになる。） 従って、主スイッチングトランジスタＳＷも動作停止の
ままであり、スイッチング電源装置の出力電圧も零状態
を維持することにより、保護動作が行われることとなる
。この保護動作はタイマ回路５をリセットすることによ
り解除される。
本発明によれば、パルス幅変調パルスとしてのコンバレ
ータパルス出力３ａで開閉駆動される主スイッチングト
ランジスタＳＷを介し、直流電源電圧を開閉して負荷へ
供給する電圧を得るスイッチング電源装置において、 前記負荷供給電圧とを検出してなる出力検出電圧ＶＯと
所定の基準電圧ＶＲとの差電圧を増巾するエラーアンプ
２と、 所定の上，下限電圧としての上限レベルＶＨ，下限レベ
ルＶＬの間を全振巾として変化する鋸歯状波電圧として
の発振器出力１ａと前記エラーアンブ２の出力電圧ＶＩ
Ｅとを比較し、前記パルス幅変調ハルス３ａを出力する
ＰＷＭコンバレータ３と、を備え、 前記負荷供給電圧をほぼ前記基準電圧ＶＲに対応する値
に維持するスイッチング電源装置において、 前記エラーアンプ２の出力電圧ＶＢが前記上，下限電圧
Ｖｌｌ，ＶＬの範囲外にある状態が所定時間以上継続し
たことを判別して前記主スイッチングトランジスタＳＷ
への前記パルス幅変調バルス３ａの供給をしゃ断する手
段としてのエラーアンプ出力検知回路４、タイマ回路５
、ＡＮＤゲート６などを備えることとしたので、 特別な保護検出信号の入力端子を設けることなく、電源
の異常状態を検知し、保護機能を実現できる。このため
、制御部のＩＣ化に際し、ピン数の増加、従ってＩＣの
コストおよび実装スペースの増大を防ぐことができる。
ータパルス出力３ａで開閉駆動される主スイッチングト
ランジスタＳＷを介し、直流電源電圧を開閉して負荷へ
供給する電圧を得るスイッチング電源装置において、 前記負荷供給電圧とを検出してなる出力検出電圧ＶＯと
所定の基準電圧ＶＲとの差電圧を増巾するエラーアンプ
２と、 所定の上，下限電圧としての上限レベルＶＨ，下限レベ
ルＶＬの間を全振巾として変化する鋸歯状波電圧として
の発振器出力１ａと前記エラーアンブ２の出力電圧ＶＩ
Ｅとを比較し、前記パルス幅変調ハルス３ａを出力する
ＰＷＭコンバレータ３と、を備え、 前記負荷供給電圧をほぼ前記基準電圧ＶＲに対応する値
に維持するスイッチング電源装置において、 前記エラーアンプ２の出力電圧ＶＢが前記上，下限電圧
Ｖｌｌ，ＶＬの範囲外にある状態が所定時間以上継続し
たことを判別して前記主スイッチングトランジスタＳＷ
への前記パルス幅変調バルス３ａの供給をしゃ断する手
段としてのエラーアンプ出力検知回路４、タイマ回路５
、ＡＮＤゲート６などを備えることとしたので、 特別な保護検出信号の入力端子を設けることなく、電源
の異常状態を検知し、保護機能を実現できる。このため
、制御部のＩＣ化に際し、ピン数の増加、従ってＩＣの
コストおよび実装スペースの増大を防ぐことができる。
第１図は本発明の一実施例としての要部構成を示すブロ
ック回路図である。 ｌ・・・発振器、２・・・エラーアンプ、３・・・ＰＷ
Ｍコンパレータ、４・・・エラーアンプ出力検知回路、
５・・・タイマ回路、６・・・ＡＮＤゲート回路。
ック回路図である。 ｌ・・・発振器、２・・・エラーアンプ、３・・・ＰＷ
Ｍコンパレータ、４・・・エラーアンプ出力検知回路、
５・・・タイマ回路、６・・・ＡＮＤゲート回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）パルス幅変調パルスで開閉駆動される半導体スイッ
チング素子を介し、直流電源電圧を開閉して負荷へ供給
する電圧を得るスイッチング電源装置であって、 前記負荷供給電圧と所定の基準電圧との差電圧を増巾す
るエラー増巾器と、 所定の上、下限電圧の間を全振巾として変化する鋸歯状
波電圧と前記エラー増巾器の出力電圧とを比較し、前記
パルス幅変調パルスを出力するＰＷＭパルス発生手段と
、を備え、前記負荷供給電圧をほぼ前記基準電圧に維持
するスイッチング電源装置において、 前記エラー増巾器の出力電圧が前記上、下限電圧の範囲
外にある状態が所定時間以上継続したことを判別して前
記半導体スイッチング素子への前記パルス幅変調パルス
の供給をしゃ断する手段を備えたことを特徴とするスイ
ッチング電源装置の保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185106A JP2501909B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | スイッチング電源装置の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185106A JP2501909B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | スイッチング電源装置の保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352556A true JPH0352556A (ja) | 1991-03-06 |
| JP2501909B2 JP2501909B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=16164963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1185106A Expired - Lifetime JP2501909B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | スイッチング電源装置の保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501909B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006191726A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| KR100618025B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-08-30 | 엘지이노텍 주식회사 | 디스플레이 장치의 플리커 현상을 제거한 인버터 회로와제거방법 |
| JP2007185051A (ja) * | 2006-01-09 | 2007-07-19 | Fujitsu Ltd | Ｄｃ―ｄｃコンバータの制御回路及びその制御方法 |
| JP2012161179A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Seiko Instruments Inc | スイッチングレギュレータ制御回路及びスイッチングレギュレータ |
| JP2013034384A (ja) * | 2006-11-30 | 2013-02-14 | Rohm Co Ltd | 電子回路 |
| JP2014117045A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Toyota Motor Corp | チャージポンプ回路 |
| KR20140109298A (ko) | 2013-03-04 | 2014-09-15 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | 스위칭 레귤레이터 및 전자 기기 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156579U (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1185106A patent/JP2501909B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156579U (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 |
Cited By (10)
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| US8729878B2 (en) | 2011-02-01 | 2014-05-20 | Seiko Instruments Inc. | Switching regulator control circuit and switching regulator |
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| KR20140109298A (ko) | 2013-03-04 | 2014-09-15 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | 스위칭 레귤레이터 및 전자 기기 |
| US9270162B2 (en) | 2013-03-04 | 2016-02-23 | Seiko Instruments Inc. | Switching regulator and electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2501909B2 (ja) | 1996-05-29 |
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