JPH06113536A - スイッチング電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング電源回路の負荷が過大となる異
常動作状態となったときに、負荷電流が増大して負荷が
破壊されることを防止する。 【構成】 スイッチングトランジスタ３の電流に基づく
電圧を抵抗４で検出し、この電圧と基準電圧１５とを比
較回路１４で比較してスイッチングトランジスタ３を制
御するスイッチング電源回路において、比較回路１４の
基準電圧側には抵抗１７等により出力電圧端子１０の出
力電圧に比例した電圧を入力する。負荷Ｌが過大となる
異常動作状態になって出力電圧が低下すると、比較回路
１４の基準電圧側の電圧が低下され、スイッチングトラ
ンジスタ３をオフし、負荷Ｌの電流を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスイッチングトランジス
タを用いたスイッチング電源回路に関し、特にスイッチ
ングトランジスタの過電流保護回路動作時における負荷
保護を図ったスイッチング電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスイッチング電源回路の一例を図
３に示す。同図において、１は入力電圧源、２はトラン
ス、３はスイッチングトランジスタ、４は電流検出用抵
抗、５はＡＮＤ回路、６は比較回路、７は基本波発振回
路、８は整流ダイオード、９は平滑コンデンサ、１０は
出力電圧端子、１１，１３は出力電圧制御用抵抗、１２
はフォトカプラ、１４は過電流保護用比較回路、１５は
過電流保護設定電圧源、Ｌは負荷である。

【０００３】このスイッチング電源回路は、入力電圧源
１の電圧をスイッチングトランジスタ３で断続し、トラ
ンス２で電圧変化させ、これを整流ダイオード８で整流
し、かつ平滑コンデンサ９で平滑して出力電圧端子１０
から出力し、負荷Ｌを駆動する。また、出力電圧端子１
０の電圧によりフォトカプラ１２を駆動させる。一方、
基本波発生回路７で生成された基本波電圧を比較回路６
の非反転入力に出力し、比較回路６の反転入力には出力
電圧制御用抵抗１１，１３とフォトカプラ１２で出力電
圧端子１０に発生する出力電圧に比例した電圧を出力す
る。これにより、比較回路では両者の電圧を比較し、そ
の比較結果に基づいてスイッチングトランジスタ３の断
続比率を制御し、出力電圧端子１０に所定の電圧を得る
ことができる。

【０００４】また、過電流保護回路は、電流検出用抵抗
４、比較回路１４、過電流保護設定電圧源１５で構成さ
れ、スイッチングトランジスタ３に流れるソース電流を
電流検出用抵抗４で電圧変換し、この電圧を比較回路１
４において過電流保護設定電圧源１５の出力電圧値と比
較し、比較回路１４の出力をハイとロウで切り換える。
定常動作状態においては、スイッチングトランジスタ３
に流れるソース電流による電流検出用抵抗４の電圧変換
値を過電流保護設定電圧源１５の出力電圧値より小さく
設定するため、比較回路１４の出力はハイレベルとな
り、ＡＮＤ回路５の出力は比較回路６の出力と同位相と
なってスイッチングトランジスタ３を駆動するので、出
力電圧端子１０に発生する出力電圧は負帰還制御され、
定電圧となる。

【０００５】負荷Ｌが過大になった異常動作状態におい
ては、スイッチングトランジスタ３に流れるソース電流
が増大するため、電流検出用抵抗４の電圧変換値が過電
流保護設定用電圧源１５の出力電圧値より大きくなり比
較回路１４の出力がロウレベルとなる。この比較回路１
４の出力がロウレベルとなれば、ＡＮＤ回路５の出力は
比較回路６の出力電位に関係なくロウレベルとなり、ス
イッチングトランジスタ３が遮断され、負荷Ｌを保護す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のスイ
ッチング電源では、負荷Ｌの過大状態が一定時間続いた
場合に、過電流保護回路によるスイッチングトランジス
タ３の遮断と定常動作状態への復帰によるスイッチング
トランジスタ３の導通を繰り返すことになる。このスイ
ッチングトランジスタ３の遮断，導通の繰り返し周期
は、スイッチングトランジスタ３のソース電流値が一定
であるため、スイッチングトランジスタ３が導通してか
ら前記したソース電流値になるまでの時間と、比較回路
１４，ＡＮＤ回路５，スイッチングトランジスタ３の遅
延時間とを加えた一定周期となり、負荷Ｌに供給される
電力が一定となるため、出力電圧端子１０に発生する出
力電圧が低下して負荷Ｌに流れる負荷電流が増大してし
まう。

【０００７】図４に出力電圧端子１０に発生する出力電
圧と負荷Ｌに流れる負荷電流特性を示す。このように従
来のスイッチング電源では、負荷Ｌの過大状態が一定時
間続いた場合、出力電圧端子１０に発生する出力電圧が
低下すると、負荷Ｌに流れる負荷電流が増大し、負荷Ｌ
を破壊させてしまうという問題がある。本発明の目的
は、負荷電流の増大を防止して負荷の破壊を防止したス
イッチング電源回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
電源回路のスイッチング素子に流れる電流に基づく電圧
と基準電圧とを比較回路で比較してスイッチング素子を
制御する構成において、比較回路の基準電圧側に、スイ
ッチング電源回路の出力電圧に比例した電圧を入力す
る。

【０００９】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示しており、図３の従来
構成と同一部分には同一符号を付してある。即ち、１は
入力電圧源、２はトランス、３はスイッチングトランジ
スタ、４は電流検出用抵抗、５はＡＮＤ回路、６は比較
回路、７は基本波発振回路、８は整流ダイオード、９は
平滑コンデンサ、１０は出力電圧端子、１１，１３は出
力電圧制御用抵抗、１２はフォトカプラ、１４は比較回
路、１５は過電流保護設定電圧源である。そして、ここ
では、前記比較回路１４の非反転入力と、これに接続さ
れる過電流保護設定電圧源１５との間に過電流保護設定
抵抗１６を介挿し、かつ非反転入力端と出力電圧制御用
抵抗１３の一端との間に過電流保護設定抵抗１７を接続
している。

【００１０】この構成によれば、基本波発振回路７で生
成された基本波電圧を比較回路６の非反転入力に出力
し、比較回路６の反転入力には出力電圧制御用抵抗１
１，１３とフォトカプラ１２で出力電圧端子１０に発生
する出力電圧に比例した電圧を出力することで、従来と
同様にスッチングトランジスタ３の断続を制御し、出力
電圧を一定に保持することができる。一方、過電流保護
回路は、電流検出用抵抗４、過電流保護用比較回路１
４，過電流保護設定電圧１５，過電流保護設定抵抗１
６，１７で構成され、スイッチングトランジスタ３に流
れるソース電流を電流検出用抵抗４で電圧変換し、この
電圧を、出力電圧端子１０に発生する出力電圧に比例し
た比較回路６の反転入力電圧値と過電流保護設定用電圧
源１５、過電流保護設定用抵抗１６，１７で設定される
電圧と比較し、比較回路１４の出力をハイ，ロウに切り
換える。

【００１１】定常動作においては、スイッチングトラン
ジスタ３に流れるソース電流による電流検出用抵抗４の
電圧変換値を過電流保護設定電圧源１５の出力電圧値よ
り小さく設定するため、比較回路１４の出力はハイレベ
ルとなり、ＡＮＤ回路５の出力は比較回路６の出力と同
位相となってスイッチングトランジスタ３を駆動するの
で、出力電圧端子１０に発生する出力電圧は負帰還制御
され、定電圧となる。負荷Ｌが過大になった異常動作状
態においては、スイッチングトランジスタ３に流れるソ
ース電流が増大するため、電流検出用抵抗４の電圧変換
値が過電流保護設定用電圧源１５の出力電圧値より大き
くなり、比較回路１４の出力がロウレベルとなる。この
比較回路１４の出力がロウレベルとなれば、ＡＮＤ回路
５の出力は比較回路６の出力電位に関係なくロウレベル
となり、スイッチングトランジスタ３が遮断され、負荷
Ｌを保護する。

【００１２】そして、負荷Ｌの過大状態が一定時間続い
た場合には、過電流保護回路により、スイッチングトラ
ンジスタ３は遮断と定常動作状態への復帰による導通を
繰り返すことになるが、このとき比較回路１４の非反転
入力電圧値は、出力電圧端子１０に発生する出力電圧に
比例した比較回路６の反転入力電圧値と過電流保護設定
用電圧源１５の出力電圧値を過電流保護設定用抵抗１
６，１７で分圧した電圧値となる。

【００１３】出力電圧端子１０に発生する出力電圧はス
イッチングトランジスタ３のソース電流値と比例するた
め、スイチングトランジスタ３が導通してから所定のソ
ース電流値になるまでの時間も比例する。スイッチング
トランジスタ３の遮断，導通の繰り返し周期はスイッチ
ングトランジスタ３が導通してから所定のソース電流値
になるまでの時間と、比較回路１４，ＡＮＤ回路５，ス
イッチングトランジスタ３の遅延時間とを加えたもので
ある。したがって、比較回路１４，ＡＮＤ回路５，スイ
ッチングトランジスタ３の遅延時間は一定であるが、ス
イッチングトランジスタ３が導通してから所定のソース
電流値になるまでの時間は出力電圧端子１０に発生する
出力電圧に比例するため、出力電圧端子１０に発生する
出力電圧と、スイッチングトランジスタ３の遮断，導通
の繰り返し周期を比例設定することが可能となり、負荷
Ｌに供給される電力も比例設定することができる。

【００１４】図２に出力電圧端子１０に発生する出力電
圧と負荷Ｌに流れる負荷電流特性を示す。このように、
このスイッチング電源回路では、負荷Ｌの過大状態が一
定時間続いた場合に、出力電圧端子１０に発生する出力
電圧が低下しても、負荷Ｌに流れる負荷電流が増大しな
いため、負荷Ｌに流れる負荷電流の増大により負荷Ｌを
破壊させてしまうことがない。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、出力電圧
端子の出力電圧に比例する電圧を過電流保護動作を行う
比較回路に入力しているので、負荷が過大となる異常動
作状態となったときに出力電圧が低下されると、この比
較回路に入力される電圧も比例して低下されるため、比
較回路がスイッチングトランジスタの動作を抑制し、出
力電圧端子に接続された負荷の電流の増大を防止し、負
荷の破壊を防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチング電源回路の一実施例の回
路図である。

【図２】図１の回路における出力電圧と負荷電流の関係
を示す特性図である。

【図３】従来のスイッチング電源回路の一例の回路図で
ある。

【図４】図３の回路における出力電圧と負荷電流の関係
を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 入力電圧源 ２ トランス ３ スイッチングトランジスタ ４ 電流検出用抵抗 ６ 比較回路 ７ 基本波発振回路 １０ 出力電圧端子 １２ フォトカプラ １４ 比較回路 １５ 過電流保護設定電圧源 １６，１７ 過電流保護設定抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子を駆動して出力電圧を
   出力し、このスイッチング素子に流れる電流に基づく電
   圧を比較回路において基準電圧と比較し、この比較回路
   の出力により前記スイッチング素子を駆動制御するスイ
   ッチング電源回路において、前記比較回路の基準電圧側
   に前記出力電圧に比例した電圧を入力したことを特徴と
   するスイッチング電源回路。