JPH0622445A - 電界効果トランジスタの過電流保護装置 - Google Patents

電界効果トランジスタの過電流保護装置

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JPH0622445A
JPH0622445A JP17257092A JP17257092A JPH0622445A JP H0622445 A JPH0622445 A JP H0622445A JP 17257092 A JP17257092 A JP 17257092A JP 17257092 A JP17257092 A JP 17257092A JP H0622445 A JPH0622445 A JP H0622445A
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JP
Japan
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fet
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JP17257092A
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Inventor
Shunichi Komatsu
俊一 小松
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 FET(電界効果トランジスタ)のオン抵抗
等のバラツキにかかわらず、正確に過電流保護ができ、
電流定格のマージンを多くとる必要のない、FETの過
電流保護装置を提供する。 【構成】 並列接続されたFET112,114の各々
に直列に電流検出用抵抗136,137を接続して、個
々のFETの電流を検出し、オペアンプ125,126
で基準値128,129と比較して過電流を検出してい
るので、各FET系の過電流検出は独立で他のFET系
の検出値の影響を受けず、正確な過電流検出・保護が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機,プリンタ等の
電源回路で用いるスイッチング素子である電界効果トラ
ンジスタ(以下FETという)の過電流保護装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電源回路において、並列に接続さ
れたスイッチング素子であるFETの過電流保護装置に
は、図5に示すようなものが多く用いられている。ここ
では、入力電流を各FET112,114に分配し、ス
イッチングを行い、再度電流を集合させた後、集合電流
にて電流検出および過電流保護を行うという構成になっ
ている。つまり、FETに対する入力電流をI、各FE
Tに流れる電流をI1,I2,I3,……,INとする
と、I=I1+I2+I3+……INであるが、過電流
保護を機能させるスレッシュホールドを、I1,I2,
I3,……,IN、各々で決めるのではなく、I全体で
決定する手法になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たFETの過電流保護装置では次のような問題がある。
すなわち、並列に接続され各FETは、オン抵抗等の諸
特性が一つ毎に異なる。このため、実際には、I1=I
2=I3……=INとはならず、バラツキが生ずる。或
いは、諸特性が揃っている場合でも、プリント板上に実
装されると、パターンの引回しや、リード線の長短の影
響で、バラツキが生じ易い。
【0004】このバラツキのため、例えば、I3>>I
1,I2,……,INとなったような場合は、I3のF
ETに電流が集中し、I3がそのFETの電流定格を越
え、破壊に至る可能性がある。或いは、破壊に至らない
までも、設計の際、電流定格のマージンを多く取るよう
にするため、電流定格値の高いFETを使用することと
なり、コスト高になる。
【0005】本発明は、このような問題を解決するため
なされたもので、前述のバラツキにかかわらず正確に過
電流検出・保護ができ、電流定格のマージンを多く取る
必要のないFETの過電流保護装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、FETの過電流保護装置を次の(1)
〜(4)のとおりに構成する。
【0007】(1)並列接続された複数の電界効果トラ
ンジスタと、これら複数の電界効果トランジスタの各々
に直列接続された電流検出手段と、これら電流検出手段
各々の検出値を各々の基準値と比較する比較手段と、こ
れら比較手段の出力に応じて前記複数の電界効果トラン
ジスタを遮断する遮断手段とを備えたFETの過電流保
護装置。
【0008】(2)並列接続された複数の電界効果トラ
ンジスタと、これら複数の電界効果トランジスタの各々
に直列接続された電流検出手段と、これら電流検出手段
の検出値を総合する検出値総合手段と、この検出値総合
手段の出力を基準値と比較する比較手段と、この比較手
段の出力に応じて前記複数の電界効果トランジスタを遮
断する遮断手段とを備えたFETの過電流保護装置。
【0009】(3)複数の電界効果トランジスタは、ス
イッチングレギュレータのスイッチング素子である前記
(1)または(2)記載のFETの過電流保護装置。
【0010】(4)複数の電界効果トランジスタは、D
C−DCコンバータのスイッチング素子である前記
(1)または(2)記載のFETの過電流保護装置。
【0011】
【作用】前記(1)〜(4)の構成により、電流検出手
段のいずれかの検出値が過大になると、比較手段の出力
が反転し、FETは遮断される。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
【0013】(実施例1)図1は、実施例1である“F
ETの過電流保護装置”の回路図である。図1におい
て、100は入力電圧VINの平滑用コンデンサであ
る。101はコンバータトランスで一次二次絶縁用を兼
ねる。102,103,104,105は二次用出力電
圧の整流素子,平滑フィルタ及び平滑コンデンサであ
る。106は負荷で、たとえば、複写機,プリンタのモ
ータ,制御回路等である。107はオシレータで三角波
を出力する。通常時は、この三角波と、124,121
系の電圧フィードバック系とでパルス幅が決定される。
108はデッドタイムコントロールで、電源投入時のソ
フトスタートやパルス幅制限等を行う。109はフリッ
プフロップで、OR回路115の出力に従い、ノア回路
116,117を介して、ドライブトランジスタ11
8,119のオン/オフを決定する。110はトランジ
スタ118,119ドライブ用の補助電源である。11
1,113はFETのゲート電流制限用抵抗、112,
114は並列接続されたFETである。
【0014】115は、デッドタイムコントロール系
と、電圧帰還,過電流保護系とのORをとり、フリップ
フロップ109をセットするOR回路である。116,
117はフリップフロップ109の出力に応じて、同期
/非同期(コンプリメンタリ)で動作するOR回路、1
18,119はFET112,114ドライブ用のトラ
ンジスタである。
【0015】120はオシレータ107の三角波とオペ
アンプ124,125,126の出力とを比較し、オペ
アンプの出力が三角波よりも高い場合は、FETのオン
デューティを小さくするように制御するためのコンパレ
ータ、121,122,123はオペアンプ124,1
25,126の出力ORのためのダイオードである。
【0016】124はフォトカプラ138を介し、定電
圧制御を行うためのオペアンプ、125,126はFE
T112,114の過電流保護用のオペアンプ、12
7,128,129は各々のリファレンス電圧(基準
値)である。
【0017】130,131,132は抵抗136で検
出した電圧のフィルタ、133,134,135は抵抗
137で検出した電圧のフィルタ、136,137は各
々FET112,114に流れる電流検出用の抵抗であ
る。138は負荷106に供給される電圧をオペアンプ
124に伝えるためのフォトカプラである。
【0018】前述の構成において、過電流保護が動作す
る過程を以下に説明する。トランス101に流れる電流
をI,FET112に流れる電流をI1,FET114
に流れる電流をI2とする。I=I1+I2。
【0019】FET112系の過電流検知のスレッシュ
ホールド値は、 I1×R136×R131/(R131+R132) になる。リファレンス電圧129は、この値に設定され
る。
【0020】同様に、FET114系の過電流検知のス
レッシュホールド値は、 I2×R137×R134/(R134+R135) になる。リファレンス電圧128は、この値に設定され
る。
【0021】ここでは、各系の電流検出は互に独立で、
他の検出値の影響を受けない。たとえば、何らかの原因
でFET112に過電流が流れると、オペアンプ126
の+入力が−入力より大になり、オペアンプ126の出
力は“L”から“H”に反転し、FET112,114
が遮断される。
【0022】この検出手法での抵抗の電力損失を、図5
の従来例と比較してみると、本実施例の場合は、 R136=2R,R137=2R,I1=I2=1/2
×I として、 W=2R×I1×I1+2R×I2×I2 =R×I×I 一方、従来の場合は、R504=Rとして、 W=R×I×I となり、電力損失は同値となる。
【0023】(実施例2)図2は実施例2の回路図であ
る。図において、実施例1と同機能部には同符号を付
し、ここでの説明は省略する。
【0024】本実施例は、過電流保護用のオペアンプを
2つではなく、1つで行う手法である。過電流保護のス
レッシュホールド値の設定の仕方が、実施例1と、若干
異なる。
【0025】FETの集合電流の過電流検知のスレッシ
ュホールド値は、 (I1×R236+I2×R237)/2×R231/ (R231+R232/2) になる。但し、R232=R235 リファレンス電圧229は、この値に設定される。
【0026】電力損失は、実施例1と同様、従来例と実
施例2とで差は無い。過電流保護が動作する過程は、実
施例1での手法と同様であるので、詳細は省略する。
【0027】(実施例3)図3は実施例3の回路図であ
る。図において、実施例1と同機能部は同符号で示し
た。
【0028】本実施例は、電流検出に、カレントトラン
スを使用したものである。FET112,FET14の
過電流検知のスレッシュホールド値は、各々、 (I1×N1/N2)×A=VZ303として、 VZ303×R301/(R301+R302) (I2×N1/N2)×A=VZ310として、 VZ310×R308/(R308+R309) になる。
【0029】ここで、N1:N2はカレントトランス3
07,314の巻数比、 Aはカレントトランス307,314の電圧特性係数、 VZ303,VZ310は定電圧ダイオード303,3
10の電圧、である。
【0030】リファレンス電圧328,329は、この
値に設定される。
【0031】過電流保護動作する過程は、実施例1の手
法と同様であるので、詳細は省略する。
【0032】(実施例4)図4は実施例4のブロック図
である。同図において、実施例1と同機能部は同符号で
示した。
【0033】本実施例は、FETが、DC−DCコンバ
ータのチョッピング素子である場合について示したもの
である。FET404,FET409の過電流検知のス
レッシュホールド値は、各々、R401,R406の値
で決定される値になる。リファレンス電圧は、その値に
設定される。過電流保護が動作する過程は他の実施例で
の手法と同様であるので、詳細は省略する。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
FETのオン抵抗等の諸特性が一つ毎に異なっている場
合や、プリント板上に実装されパターンの引回しやリー
ド線の長短の影響がある場合でも、正確な過電流保護が
可能である。また、設計の際、電流定格のマージンを多
くとる必要が無く、電流定格値の低いFETを使用する
ことができ、コストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の回路図
【図2】 実施例2の回路図
【図3】 実施例3の回路図
【図4】 実施例4の回路図
【図5】 従来例の回路図
【符号の説明】
112,114 FET 120 コンパレータ 125,126 オペアンプ 136,137 電流検出用抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列接続された複数の電界効果トランジ
    スタと、これら複数の電界効果トランジスタの各々に直
    列接続された電流検出手段と、これら電流検出手段各々
    の検出値を各々の基準値と比較する比較手段と、これら
    比較手段の出力に応じて前記複数の電界効果トランジス
    タを遮断する遮断手段とを備えたことを特徴とする電界
    効果トランジスタの過電流保護装置。
  2. 【請求項2】 並列接続された複数の電界効果トランジ
    スタと、これら複数の電界効果トランジスタの各々に直
    列接続された電流検出手段と、これら電流検出手段の検
    出値を総合する検出値総合手段と、この検出値総合手段
    の出力を基準値と比較する比較手段と、この比較手段の
    出力に応じて前記複数の電界効果トランジスタを遮断す
    る遮断手段とを備えたことを特徴とする電界効果トラン
    ジスタの過電流保護装置。
  3. 【請求項3】 複数の電界効果トランジスタは、スイッ
    チングレギュレータのスイッチング素子であることを特
    徴とする請求項1または請求項2記載の電界効果トラン
    ジスタの過電流保護装置。
  4. 【請求項4】 複数の電界効果トランジスタは、DC−
    DCコンバータのスイッチング素子であることを特徴と
    する請求項1または請求項2記載の電界効果トランジス
    タの過電流保護装置。
JP17257092A 1992-06-30 1992-06-30 電界効果トランジスタの過電流保護装置 Withdrawn JPH0622445A (ja)

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JP (1) JPH0622445A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110009061A (ko) * 2009-07-21 2011-01-27 제너럴 일렉트릭 캄파니 고정자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110009061A (ko) * 2009-07-21 2011-01-27 제너럴 일렉트릭 캄파니 고정자

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990831