JPH0353864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスイツチングレギユレータに関する。

〔従来の技術〕

従来のスイツチングレギユレータには、保護す
べき電流値に出力電流が致達すると、出力電圧を
しや断するように過電流保護回路が設けられてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のスイツチングレギユレータで
は、接続される負荷がリレー回路およびランプ回
路など、突入電流を伴なう間欠負荷である場合、
および静電気ノイズが過電流保護回路の誤動作を
誘発する場合には、電源の誤しや断が多発する欠
点があつた。

さらに、負荷側の短絡事故、出力端子のシヨー
トなどの原因により過電流保護回路が作動し、電
源しや断された後にその原因が取り除かれても、
リセツト操作を行わないと、スイツチングレギユ
レータが定常動作に復帰しない欠点があつた。

さらに、スイツチングレギユレータ起動時のス
ロースタート機能を達成するには、複雑な回路を
必要としていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前述の欠点を除去し、誤動作により電
源がしや断されることがなく、さらに電源のしや
断後に、その故障原因が取り除かれると自動的に
定常動作に復帰でき、さらに電源起動時のスロー
スタート機能を有するスロースタート機能付フの
字垂下形過電流保護回路を有するスイツチングレ
ギユレータを提供するこを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のスイツチングレギユレータは、DC−
DCコンバータと、通常の出力電圧とする基準電
圧に抵抗器を介して接続されたコンデンサを有す
る基準電圧発生回路と、前記DC−DCコンバータ
の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、この
出力電圧検出回路の出力と前記基準電圧の抵抗分
割点とが一方の入力端子に接続され前記基準電圧
発生回路の出力が他方の入力端子に接続され前記
DC−DCコンバータの主電力制御素子を制御する
ための誤差増幅器と、前記主電力制御素子を流れ
るパルス電流を検出する電流検出回路と、前記電
流検出回路の出力電圧が前記基準電圧発生回路の
出力電圧を超過したときに前基準電圧発生回路の
出力電圧を低下させる過電流保護手段と、電源投
入指示が入力されていないときは前記基準電圧発
生回路の出力電圧を低下させる電源投入手段とを
含んで構成される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第一の実施例の構成を示す
ブロツク図であり、第２図は本発明の第二の実施
例の構成を示すブロツク図である。

まず、第一の実施例の構成を第１図に基づいて
説明する。この第一の実施例のスイツチングレギ
ユレータ２４は、主電力制御素子と、この主電力
制御素子を流れる電流を検出するカレントトラン
スと、電力トランスと、整流平滑回路と、主入力
端子ＡおよびＢと、主出力端子ＣおよびＤと、上
記主電力制御素子を駆動制御する制御オンパルス
の入力端子Ｅと、上記カレントトランスの出力端
子ＦおよびＧ（上記主電力制御素子に電流が流れ
ると、出力端子Ｇに対して出力端子Ｆが正となる
極性）とを含む公知のシングルタイプDC−DCコ
ンバータ２が設けられ、直流電源１と出力電圧検
出回路３とが設けられている。またスイツチング
レギユレータ２５にはダイオード５と抵抗６とを
備え、主電力制御素子を流れるパルス電流と相似
の波形を取り出す電流検出回路７が設けられ、比
較器９と抵抗器６，９，１１，１６，１７，２０
および２２とトランジスタ１０および２１と、基
準電圧１２、抵抗器１３、コンデンサ１４を備え
る基準電圧発生回路１５が設けられ、さらに誤差
増幅器１８と電源投入信号１９とパルス幅制御回
路２３とが設けられている。

DC−DCコンバータ２の主入力端子ＡおよびＢ
がそれぞれ直流電源１の正極と負極に接続され、
主出力端子ＣおよびＤは負荷４に接続される。出
力端子Ｆはダイオード５のアノードに接続され、
ダイオード５のカソードは一端が大地電位に接続
される抵抗器６の他端に接続され、出力端子Ｇは
大地電位に接続される。ダイオード５と抵抗器６
の接続点は電流検出回路７の出力として、比較器
８の非反転入力端子に接続される。比較器８の出
力は一端が電源Vccに接続される抵抗９の他端
と、エミツタが大地電位に接続され、かつ、コレ
クタが抵抗器１１の一端に接続されるトランジス
タ１０のベースとの接続点に接続される。抵抗器
１１の他端は、一端が基準電圧１２に接続される
抵抗器１３の他端と、一端が大地電位に接続され
るコンデンサ１４と、比較器８の反転入力端子と
誤差増幅器１８の一方の入力端子との接続点に接
続され、その接続点は、一端がエミツタが大地電
位に接続され、かつ、そのベースが、一端が電源
Vccに接続される抵抗２０と電源投入信号１９の
接続点に接続されるトランジスタ２１のコレクタ
に接続される抵抗２２の他端に接続される。誤差
増幅器１８の他方の入力端子は、一端が基準電圧
１２に接続される抵抗器１６の他端と、シングル
タイプDC−DCコンバータ２の主出力端子Ｃ，Ｄ
に接続される出力電圧検出回路３の出力に一端が
接続される抵抗器１７の他端との接続点に接続さ
れる。誤差増幅器１８の出力はパルス幅制御回路
２３の入力に接続され、パルス幅制御回路２３の
出力は、前記シングルタイプDC−DCコンバータ
２の入力端子Ｅに接続される。

次に、この第一の実施例の動作を第１図に基づ
いて説明する。電源投入指示がある場合には、電
源投入信号１９は「０」であり、トランジスタ２
１はオフに保持される。したがつて、誤差増幅器
１８に与えられる基準電圧検出回路１５の出力電
圧は、基準電圧１２の電圧値に一致する。この期
間では誤差増幅器１８の二つの入力端子の電圧が
ほぼ等しくなるように動作し、スイツチングレギ
ユレータ２４の出力電圧V₀は一定値に安定して
制御される。

一方、電源投入指示がない場合には、電源投入
信号１９は「１」であり、トランジスタ２１はオ
ンに保持される。したがつて誤差増幅器１８に与
えられる基準電圧発生回路１５の出力電圧は、基
準電圧１２の電圧値と、トランジスタ２１のコレ
クタ飽和電圧と抵抗器１３，２２により定まる。
したがつて抵抗器１３，１６，１７，２２の値を
適当に選ぶことにより、基準電圧発生回路１５の
出力電圧は、抵抗器１６，１７の分割電圧より低
くなり、出力電圧V₀は出力されない。

次に、電源投入指示が入力された時、したがつ
て電源投入信号１９が「１」から「０」になる時
は、基準電圧発生回路１５の出力電圧は抵抗器１
３とコンデンサ１４の時定数で、基準電圧１２の
電圧値に徐々に増加し、スイツチングレギユレー
タ２４の出力電圧V₀はそれに応じて徐々に増加
し、一定時間後、一定値に安定して制御される。

次に、電源投入指示があつて電源投入信号２０
が「０」の場合でスイツチングレギユレータ２４
の出力電流I₀が、スイツチングレギユレータ２４
の定格値範囲内にある場合には、比較器８の出力
は「０」であり、トランジスタ１０はオフに保持
される。したがつて、誤差増幅器１８に与えられ
る基準電圧は、基準電圧１２の電圧値に一致す
る。この期間では誤差増幅器１８の二つの入力端
子の電圧がほぼ等しくなるように動作し、スイツ
チングレギユレータ２４の出力電圧V₀は一定値
に安定して制御される。

ここで、主電力制御素子を流れるパルス電流
は、主にシングルタイプDC−DCコンバータ２内
の平滑回路を構成するチヨークコイルの励磁電流
であるので、時間の経過とともに増加する鋸歯状
波形成分を含んでおり、このパルス電流波形と相
似の電流検出回路７の出力電圧も同様のパルス波
形を有している。

次に、スイツチングレギユレータ２４の出力電
流I₀が何らかの原因で増加し、これに伴なつて電
流検出回路７の出力電圧である鋸歯状波成分を含
むパルス電圧のピーク値が、基準電圧発生回路１
５の出力電圧を越えるに十分な値となると、比較
器８は出力電流I₀の増加に比例したパルス幅でス
イツチング動作を始める。比較器８の出力が
「１」となる期間は、トランジスタ１０が抵抗９
を通してバイアスされ導通状態になる。トランジ
スタ１０が導通状態になると、コンデンサ１４の
電荷が抵抗器１１により放出される。また、比較
器８の出力が「０」となる期間はコンデンサ１４
の電荷が、基準電圧１２から抵抗器１３を通して
充電される。コンデンサ１４、抵抗器１１および
１３の値を適当に選ぶことにより、コンデンサ１
４の両端電圧は十分に平滑化され、かつ、適当な
応答速度で出力電流I₀に伴なつて減少する。この
結果として、スイツチングレギユレータ２４の出
力電圧V₀はフの字形に垂下する。

出力電流I₀が増加する原因が取り除かれると、
比較器８の出力は「０」になり、トランジスタ１
０は定常的に非導通状態になり、したがつて、誤
差増幅器１８に与えられる基準電圧は基準電圧１
２の電圧値になり、スイツチングレギユレータ２
４は定常動作に復帰して、出力電圧V₀は一定値
に安定して制御される。

次に、第二実施例を第２図に基づいて説明す
る。この第二の実施例は、第１図に示すDC−DC
コンバータ部２の代わりにブシユプルタイプDC
−DCコンバータ２′が設けられている。この図
で、符号１，３〜６，８〜２３およびＡ〜Ｇは第
１図に示した同符号のものに対応する。第２図で
第１図と異なる点は、ブツシユプルタイプDC−
DCコンバータ２′が少なくとも二個の主電力制御
素子を有し、それぞれが二相分割されスイツチン
グ動作することであり、また、主電力制御素子を
流れる電流を検出するカレントトランスの出力は
センタータツプを有し、出力端子Ｈに接続される
ことにある。さらに出力ＦおよびＧはそれぞれダ
イオード５および５′のアノードに接続され、ダ
イオード５および５′のカソードが接続されると
ともに、その接続点は一端が大地電位に接続され
る抵抗器６の他端に接続され、出力端子Ｈは、大
地電位に接続され、ダイオード５および５′と抵
抗器６により電流検出回路７′が構成されている
ことにある。このように構成されているので、二
相分割され、それぞれの主電力制御素子を流れる
電流が一度に検出される。その他の動作は第一実
施例の場合と同様である。

〔発明の効果〕

本発明明は以上説明したように、スイツチング
レギユレータ起動時のスロースタート機能を簡単
な回路で達成できるという効果がある。

また、スイツチングレギユレータの出力電流の
過電流状態が検出されるとこのレギユレータの出
力電圧がフの字形に垂下されるよに動作するので
静電気ノイズなどによる誤動作の原因には応答せ
ず、したがつてスイツチングレギユレータを安定
に使用できる効果がある。

また、過電流状態を招来した原因が除去される
と手操作によるリセツトを経ずに定常動作に復帰
されるので、運転操作が簡単にする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の構成を示すブ
ロツク図、第２図は本発明の第二の実施例の構成
を示すブロツク図である。 １……直流電源、２……シングルタイプDC−
DCコンバータ、２′……ブシユプルタイプDC−
DCコンバータ、３……出力電圧検出回路、４…
…負荷、５，５′……ダイオード、６，９，１１，
１３，１６，１７，２０，２２……抵抗器、７，
７′……電流検出回路、８……比較器、１０，２
１……トランジスタ、１２……基準電圧、１４…
…コンデンサ、１５……基準電圧発生回路、１８
……誤差増幅器、１９……電源投入信号、２３…
…パルス幅制御回路、２４，２５……スイツチン
グレギユレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ DC−DCコンバータと、通常の出力電圧とす
   る基準電圧に抵抗器を介して接続されたコンデン
   サを有する基準電圧発生回路と、前記DC−DCコ
   ンバータの出力電圧を検出する出力電圧検出回路
   と、この出力電圧検出回路の出力と前記基準電圧
   の抵抗分割点とが一方の入力端子に接続され前記
   基準電圧発生回路の出力が他方の入力端子に接続
   され前記DC−DCコンバータの主電力制御素子を
   制御するための誤差増幅器と、前記主電力制御素
   子を流れるパルス電流を検出する電流検出回路
   と、前記電流検出回路の出力電圧が前記基準電圧
   発生回路の出力電圧を超過したときに前記基準電
   圧発生回路の出力電圧を低下させる過電流保護手
   段と、電源投入指示が入力されていないときは前
   記基準電圧発生回路の出力電圧を低下させる電源
   投入手段とを含むことを特徴とするスイツチング
   レギユレータ。