JPH06261542A - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JPH06261542A JPH06261542A JP7121293A JP7121293A JPH06261542A JP H06261542 A JPH06261542 A JP H06261542A JP 7121293 A JP7121293 A JP 7121293A JP 7121293 A JP7121293 A JP 7121293A JP H06261542 A JPH06261542 A JP H06261542A
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- voltage
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- output voltage
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 間欠動作が開始される時点の出力電圧が入力
電圧の電圧値によって変化せず、出力電圧の電圧値に応
じて任意に設定できるスイッチング電源を提供する。 【構成】 抵抗Ｒ２、Ｒ３による出力電圧検出回路、シ
ャントレギュレータＩＣ１による比較回路、抵抗Ｒ４、
Ｒ５、フォトカプラ９によるスイッチ回路を有し、抵抗
Ｒ２とＲ３の接続点の分圧電圧がシャントレギュレータ
ＩＣ１に入力され、シャントレギュレータＩＣ１は内部
基準電圧と分圧電圧を比較してフォトカプラ９をオン・
オフし、コンデンサＣ２を機能可能あるいは不可状態と
する。 【効果】 入力電圧により間欠動作が開始される時点の
出力電圧が変化せず、定電流動作作領域が狭められるこ
とはない。間欠動作が開始される時点の出力電圧の電圧
値を容易に変更できる。
電圧の電圧値によって変化せず、出力電圧の電圧値に応
じて任意に設定できるスイッチング電源を提供する。 【構成】 抵抗Ｒ２、Ｒ３による出力電圧検出回路、シ
ャントレギュレータＩＣ１による比較回路、抵抗Ｒ４、
Ｒ５、フォトカプラ９によるスイッチ回路を有し、抵抗
Ｒ２とＲ３の接続点の分圧電圧がシャントレギュレータ
ＩＣ１に入力され、シャントレギュレータＩＣ１は内部
基準電圧と分圧電圧を比較してフォトカプラ９をオン・
オフし、コンデンサＣ２を機能可能あるいは不可状態と
する。 【効果】 入力電圧により間欠動作が開始される時点の
出力電圧が変化せず、定電流動作作領域が狭められるこ
とはない。間欠動作が開始される時点の出力電圧の電圧
値を容易に変更できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、過電流保護の間欠動作
の開始点を任意に設定できるようにしたスイッチング電
源の回路に関する。
の開始点を任意に設定できるようにしたスイッチング電
源の回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスイッチング電源の基本的な回路
を図３に示す。この回路は、スイッチング電源の入力端
子１ａ、１ｂ間に、コンバータトランス３の１次巻線Ｎ
１と、ＮＰＮ型のスイッチングトランジスタＱ１のコレ
クタ、エミッタ端子と抵抗Ｒ１を直列に接続する。入力
端子１ｂを、さらにアースと接続する。コンバータトラ
ンス３の２次巻線Ｎ２の両端を、ダイオードＤ１、フラ
イホイールダイオードＤ２、チョークコイルＬ１、平滑
コンデンサＣ１による整流平滑回路を介して出力端子２
ａ、２ｂと接続する。
を図３に示す。この回路は、スイッチング電源の入力端
子１ａ、１ｂ間に、コンバータトランス３の１次巻線Ｎ
１と、ＮＰＮ型のスイッチングトランジスタＱ１のコレ
クタ、エミッタ端子と抵抗Ｒ１を直列に接続する。入力
端子１ｂを、さらにアースと接続する。コンバータトラ
ンス３の２次巻線Ｎ２の両端を、ダイオードＤ１、フラ
イホイールダイオードＤ２、チョークコイルＬ１、平滑
コンデンサＣ１による整流平滑回路を介して出力端子２
ａ、２ｂと接続する。
【０００３】最近の電源回路の小型化に伴い、スイッチ
ング電源の制御・駆動機能の回路を１つのパッケージに
収めた、例えば、三菱電機株式会社製のＭ５１９７７Ｐ
のごときＰＷＭＩＣ５が用いられる。ＰＷＭＩＣ５の内
部には、大きく分けて、パルス幅変調回路６、電流制限
回路７、間欠動作回路８が構成されている。出力端子２
ａ、２ｂから帰還回路４に出力電圧Ｖ0 が入力され、帰
還回路４からパルス幅変調回路６及び間欠動作回路８に
出力電圧Ｖ0 に応じた電圧信号が入力される。
ング電源の制御・駆動機能の回路を１つのパッケージに
収めた、例えば、三菱電機株式会社製のＭ５１９７７Ｐ
のごときＰＷＭＩＣ５が用いられる。ＰＷＭＩＣ５の内
部には、大きく分けて、パルス幅変調回路６、電流制限
回路７、間欠動作回路８が構成されている。出力端子２
ａ、２ｂから帰還回路４に出力電圧Ｖ0 が入力され、帰
還回路４からパルス幅変調回路６及び間欠動作回路８に
出力電圧Ｖ0 に応じた電圧信号が入力される。
【０００４】パルス幅変調回路６からスイッチングトラ
ンジスタＱ１のベースに出力パルス電圧が入力される。
抵抗Ｒ１とスイッチングトランジスタＱ１のエミッタの
接続点からスイッチング電流に応じた電圧信号が電流制
限回路７に入力される。間欠動作回路８のＣＴ端子とア
ース間に間欠動作の時定数設定用のコンデンサＣ２を接
続する。
ンジスタＱ１のベースに出力パルス電圧が入力される。
抵抗Ｒ１とスイッチングトランジスタＱ１のエミッタの
接続点からスイッチング電流に応じた電圧信号が電流制
限回路７に入力される。間欠動作回路８のＣＴ端子とア
ース間に間欠動作の時定数設定用のコンデンサＣ２を接
続する。
【０００５】以上に述べたような回路構成の、従来のス
イッチング電源の出力電流−出力電圧特性を図４に示し
た。通常、スイッチング電源は、負荷側短絡で回路に大
電流が流れた場合、回路素子に損傷を与えないようにす
るため、その出力電流−出力電圧特性が、垂下特性ある
いはフの字形特性を示すようにしている。
イッチング電源の出力電流−出力電圧特性を図４に示し
た。通常、スイッチング電源は、負荷側短絡で回路に大
電流が流れた場合、回路素子に損傷を与えないようにす
るため、その出力電流−出力電圧特性が、垂下特性ある
いはフの字形特性を示すようにしている。
【０００６】もしも、ＰＷＭＩＣ５に間欠動作機能が無
く、図３の回路図で間欠動作回路８及びコンデンサＣ２
が存在しない場合には、スイッチング電源の出力電流−
出力電圧特性は、図４中の実線のような垂下特性を示
す。この場合、コンバータトランス３の１次側のスイッ
チング電流を検出して電流制限回路７が動作し、パルス
幅変調回路６の出力パルス信号のオン期間を短くするこ
とで出力電流ＩO の増加を抑えている。しかし、パルス
幅変調回路６の出力パルス信号のオン期間は零とはなら
ず、ある値までしか小さくならないため、出力電圧ＶO
が小さくなる出力短絡付近において大きな電流が流れて
しまう。この出力短絡付近の大電流により、コンバータ
トランス３の２次側巻線Ｎ２より出力側の各素子、特に
ダイオードＤ１に損傷を与えることになる。従って、そ
の対策として、図３に示すように、ＰＷＭＩＣ５に間欠
動作機能を与えて大電流が流れるのを防止している。
く、図３の回路図で間欠動作回路８及びコンデンサＣ２
が存在しない場合には、スイッチング電源の出力電流−
出力電圧特性は、図４中の実線のような垂下特性を示
す。この場合、コンバータトランス３の１次側のスイッ
チング電流を検出して電流制限回路７が動作し、パルス
幅変調回路６の出力パルス信号のオン期間を短くするこ
とで出力電流ＩO の増加を抑えている。しかし、パルス
幅変調回路６の出力パルス信号のオン期間は零とはなら
ず、ある値までしか小さくならないため、出力電圧ＶO
が小さくなる出力短絡付近において大きな電流が流れて
しまう。この出力短絡付近の大電流により、コンバータ
トランス３の２次側巻線Ｎ２より出力側の各素子、特に
ダイオードＤ１に損傷を与えることになる。従って、そ
の対策として、図３に示すように、ＰＷＭＩＣ５に間欠
動作機能を与えて大電流が流れるのを防止している。
【０００７】従来のＰＷＭＩＣ５の間欠動作機能につい
て説明すると、出力電流ＩO が大きくなると、スイッチ
ング電流より過電流状態を検出して電流制限回路７が作
動し、過電流信号ＳCLM を出力する。パルス幅変調回路
６は、過電流信号ＳCLM に応じて出力パルス信号のオン
期間を短くするため、出力電流ＩO と出力電圧ＶO の関
係は垂下特性を示す。やがて出力パルス信号のオン期間
が短くなり、その出力パルス信号の平均値ＳPMが所定の
値よりも小さくなると、間欠動作回路８は間欠動作信号
ＳOFF をパルス幅変調回路６に対して出力する。パルス
幅変調回路６は間欠動作信号ＳOFF を受けて、コンデン
サＣ２と出力電圧ＶO によって定まる時間で稼働、停止
を繰り返す間欠動作を開始する。以上のような動作によ
り、図３に示す回路の出力電流−出力電圧特性は、垂下
特性を示した後、図４中に点線で示すごとく、間欠動作
により出力電圧ＶO の低下と共に出力電流ＩO が低下す
る。
て説明すると、出力電流ＩO が大きくなると、スイッチ
ング電流より過電流状態を検出して電流制限回路７が作
動し、過電流信号ＳCLM を出力する。パルス幅変調回路
６は、過電流信号ＳCLM に応じて出力パルス信号のオン
期間を短くするため、出力電流ＩO と出力電圧ＶO の関
係は垂下特性を示す。やがて出力パルス信号のオン期間
が短くなり、その出力パルス信号の平均値ＳPMが所定の
値よりも小さくなると、間欠動作回路８は間欠動作信号
ＳOFF をパルス幅変調回路６に対して出力する。パルス
幅変調回路６は間欠動作信号ＳOFF を受けて、コンデン
サＣ２と出力電圧ＶO によって定まる時間で稼働、停止
を繰り返す間欠動作を開始する。以上のような動作によ
り、図３に示す回路の出力電流−出力電圧特性は、垂下
特性を示した後、図４中に点線で示すごとく、間欠動作
により出力電圧ＶO の低下と共に出力電流ＩO が低下す
る。
【０００８】図４には、スイッチング電源に電圧値の高
い入力電圧ＶINmax と、電圧値の低い入力電圧ＶINmin
が印加された、２つの場合について出力電流−出力電圧
特性を示している。電源回路では、直流入力電圧ＶINの
電圧値が低い程、出力電圧ＶO を一定に維持するため
に、コンバータトランス３の１次巻線Ｎ１には多くのス
イッチング電流を流さなければならなくなる。図３の回
路において、電流制限回路７は、コンバータトランス３
の１次側のスイッチング電流の大きさにより過電流状態
を検出している。入力電圧ＶINが低い程スイッチング電
流が多く流れるのであるから、出力電流ＩO が大きくな
ると、入力電圧ＶINが低い程、電流制限回路７の動作点
が速くなり、図４に示すように、入力電圧ＶINによって
出力電圧ＶO が低下しはじめる出力電流ＩO の電流値に
差が生じる。
い入力電圧ＶINmax と、電圧値の低い入力電圧ＶINmin
が印加された、２つの場合について出力電流−出力電圧
特性を示している。電源回路では、直流入力電圧ＶINの
電圧値が低い程、出力電圧ＶO を一定に維持するため
に、コンバータトランス３の１次巻線Ｎ１には多くのス
イッチング電流を流さなければならなくなる。図３の回
路において、電流制限回路７は、コンバータトランス３
の１次側のスイッチング電流の大きさにより過電流状態
を検出している。入力電圧ＶINが低い程スイッチング電
流が多く流れるのであるから、出力電流ＩO が大きくな
ると、入力電圧ＶINが低い程、電流制限回路７の動作点
が速くなり、図４に示すように、入力電圧ＶINによって
出力電圧ＶO が低下しはじめる出力電流ＩO の電流値に
差が生じる。
【０００９】また、図３の回路において、パルス幅変調
回路６が間欠動作を開始する時点とは、前に説明したよ
うにパルス幅変調回路６の出力パルス信号の平均値ＳPM
が所定の値以下となった時である。しかし、コンバータ
トランス３の２次側へ同じ電力を供給しようとする時、
入力電圧ＶINが高い程、出力パルス信号のオン期間が短
くなり、出力パルス信号の平均値ＳPMは低くなる。その
ため、出力電流ＩO が大きくなると、入力電圧ＶINが高
い程、パルス幅変調回路６が間欠動作を開始するのが速
くなり、間欠動作の開始により出力電流ＩO が低下しは
じめる出力電圧ＶOLが入力電圧ＶINによって異なること
になる。つまり、図４において、電圧値が低い入力電圧
ＶINmin の場合には出力電圧ＶO がＶOL2 の時点で間欠
動作が開始されることになり、電圧値が高い入力電圧Ｖ
INmax の場合には出力電圧ＶO がＶOL1 の時点で間欠動
作が開始されることになり、電圧ＶOL2 より電圧ＶOL1
の方が電圧値が高くなる。
回路６が間欠動作を開始する時点とは、前に説明したよ
うにパルス幅変調回路６の出力パルス信号の平均値ＳPM
が所定の値以下となった時である。しかし、コンバータ
トランス３の２次側へ同じ電力を供給しようとする時、
入力電圧ＶINが高い程、出力パルス信号のオン期間が短
くなり、出力パルス信号の平均値ＳPMは低くなる。その
ため、出力電流ＩO が大きくなると、入力電圧ＶINが高
い程、パルス幅変調回路６が間欠動作を開始するのが速
くなり、間欠動作の開始により出力電流ＩO が低下しは
じめる出力電圧ＶOLが入力電圧ＶINによって異なること
になる。つまり、図４において、電圧値が低い入力電圧
ＶINmin の場合には出力電圧ＶO がＶOL2 の時点で間欠
動作が開始されることになり、電圧値が高い入力電圧Ｖ
INmax の場合には出力電圧ＶO がＶOL1 の時点で間欠動
作が開始されることになり、電圧ＶOL2 より電圧ＶOL1
の方が電圧値が高くなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】出力電流−出力電圧特
性の垂下部分においてスイッチング電源を使用すれば、
出力電圧の変化に対して出力電流の変化が小さいため定
電流源として扱うことができる。ここでは、間欠動作が
開始される時点の出力電圧ＶOLをできるだけ低く抑える
ことで、出力電圧ＶO の変化範囲を大きくとり、定電流
源としての動作領域を広くとれるようにする。先にも説
明したような、先ず電流制限回路が働き、次にパルス幅
変調回路の出力パルス信号の平均値が所定の値以下にな
った時に間欠動作回路が働き、パルス幅変調回路が間欠
動作を開始することで過電流保護を行うスイッチング電
源では、電源に入力される直流電圧の電圧値が高い程、
間欠動作が開始される時点の出力電圧値が高くなる。逆
に言うと、電源に入力される直流電圧の電圧値が低い
程、間欠動作が開始される時点の出力電圧が低くなる。
性の垂下部分においてスイッチング電源を使用すれば、
出力電圧の変化に対して出力電流の変化が小さいため定
電流源として扱うことができる。ここでは、間欠動作が
開始される時点の出力電圧ＶOLをできるだけ低く抑える
ことで、出力電圧ＶO の変化範囲を大きくとり、定電流
源としての動作領域を広くとれるようにする。先にも説
明したような、先ず電流制限回路が働き、次にパルス幅
変調回路の出力パルス信号の平均値が所定の値以下にな
った時に間欠動作回路が働き、パルス幅変調回路が間欠
動作を開始することで過電流保護を行うスイッチング電
源では、電源に入力される直流電圧の電圧値が高い程、
間欠動作が開始される時点の出力電圧値が高くなる。逆
に言うと、電源に入力される直流電圧の電圧値が低い
程、間欠動作が開始される時点の出力電圧が低くなる。
【００１１】このことから、間欠動作の開始時点の出力
電圧の設定によっては、スイッチング電源が動作できる
最低の入力電圧が入力された場合に、間欠動作が開始さ
れる前に出力短絡付近の大きな電流が流れてしまうこと
もある。従って、スイッチング電源の回路の設計時に
は、スイッチング電源が動作できる最低の入力電圧で動
作した場合を想定して、出力短絡付近の大きな電流によ
って回路素子を損傷しないように間欠動作の動作開始点
を設定しなければならない。そのため、通常使用時に入
力される電圧では、間欠動作が開始される時点の出力電
圧値が上昇し、定電流源として使用できる動作領域が狭
くなってしまう。
電圧の設定によっては、スイッチング電源が動作できる
最低の入力電圧が入力された場合に、間欠動作が開始さ
れる前に出力短絡付近の大きな電流が流れてしまうこと
もある。従って、スイッチング電源の回路の設計時に
は、スイッチング電源が動作できる最低の入力電圧で動
作した場合を想定して、出力短絡付近の大きな電流によ
って回路素子を損傷しないように間欠動作の動作開始点
を設定しなければならない。そのため、通常使用時に入
力される電圧では、間欠動作が開始される時点の出力電
圧値が上昇し、定電流源として使用できる動作領域が狭
くなってしまう。
【００１２】例えば、出力電流と出力電圧の垂下特性を
利用したバッテリーチャージャーについて考えてみる
と、バッテリーの充電開始直後には電源の出力電圧は低
く、充電が進むに連れて電源の出力電圧は高くなってい
く。もし、バッテリーの充電開始時に、スイッチング電
源の出力電圧が間欠動作開始時の出力電圧（ＶOL）より
も低ければ、スイッチング電源は間欠動作をしてしま
い、被充電バッテリーに対して充分な電流を供給するこ
とができず、バッテリーの充電が完了するまでに、より
多くの時間が必要となってしまう。ここで、定電流源と
しての動作領域が狭ければ、バッテリーを充電するの
に、間欠動作開始時の出力電圧よりも低い電圧から充電
を開始せざるを得ない場合も起こる。
利用したバッテリーチャージャーについて考えてみる
と、バッテリーの充電開始直後には電源の出力電圧は低
く、充電が進むに連れて電源の出力電圧は高くなってい
く。もし、バッテリーの充電開始時に、スイッチング電
源の出力電圧が間欠動作開始時の出力電圧（ＶOL）より
も低ければ、スイッチング電源は間欠動作をしてしま
い、被充電バッテリーに対して充分な電流を供給するこ
とができず、バッテリーの充電が完了するまでに、より
多くの時間が必要となってしまう。ここで、定電流源と
しての動作領域が狭ければ、バッテリーを充電するの
に、間欠動作開始時の出力電圧よりも低い電圧から充電
を開始せざるを得ない場合も起こる。
【００１３】また、通常使用時の入力電圧では間欠動作
をせずにバッテリーの充電が開始出来るように設計され
たバッテリーチャージャーでも、入力電圧が何らかの理
由で上昇した場合、バッテリーの充電初期に間欠動作を
してしまう可能性があるという問題点があった。そのた
め、本発明は、間欠動作が開始される時点の出力電圧Ｖ
OLが入力電圧の電圧値によって変化せず、定電流源とし
て動作領域が狭められることが無い、また、出力電圧の
電圧値に応じて任意に設定できるようにしたスイッチン
グ電源を提供することを目的とする。
をせずにバッテリーの充電が開始出来るように設計され
たバッテリーチャージャーでも、入力電圧が何らかの理
由で上昇した場合、バッテリーの充電初期に間欠動作を
してしまう可能性があるという問題点があった。そのた
め、本発明は、間欠動作が開始される時点の出力電圧Ｖ
OLが入力電圧の電圧値によって変化せず、定電流源とし
て動作領域が狭められることが無い、また、出力電圧の
電圧値に応じて任意に設定できるようにしたスイッチン
グ電源を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】出力電圧を監視する電圧
検出回路、検出した出力電圧と基準電圧を比較する比較
回路、比較回路からの出力に応じてパルス幅変調回路の
間欠動作の時定数を設定するコンデンサの状態を変える
スイッチ回路を有し、過電流状態で出力電圧が所定の電
圧値以下になると、該比較回路からの出力によって該ス
イッチ回路が間欠動作の時定数を設定するコンデンサを
機能可能状態とすることにより、パルス幅変調回路の間
欠動作の開始点を入力電圧に依存せず、出力電圧に応じ
て任意に設定できるようにしたことを特徴とする。
検出回路、検出した出力電圧と基準電圧を比較する比較
回路、比較回路からの出力に応じてパルス幅変調回路の
間欠動作の時定数を設定するコンデンサの状態を変える
スイッチ回路を有し、過電流状態で出力電圧が所定の電
圧値以下になると、該比較回路からの出力によって該ス
イッチ回路が間欠動作の時定数を設定するコンデンサを
機能可能状態とすることにより、パルス幅変調回路の間
欠動作の開始点を入力電圧に依存せず、出力電圧に応じ
て任意に設定できるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
【実施例】本発明は、出力電圧を監視し、出力電圧に応
じて間欠動作の開始点を制御しようとするものであり、
その回路構成の一例を図１に示した。なお、図３と同一
部分については同じ番号を付与してある。図１におい
て、コンバータトランス３と、その１次巻線Ｎ１に直列
に接続されたスイッチングトランジスタＱ１及び抵抗Ｒ
１、２次巻線Ｎ２に接続されたダイオードＤ１、フライ
ホイールダイオードＤ２、チョークコイルＬ１、平滑コ
ンデンサＣ１から成る整流平滑回路については、従来の
スイッチング電源と全く同じ構成である。また、スイッ
チング電源の制御・駆動機能部分として、ＰＷＭＩＣ
５、帰還回路４及び間欠動作の時定数設定用のコンデン
サＣ２を有するのは、従来のスイッチング電源と同じで
ある。
じて間欠動作の開始点を制御しようとするものであり、
その回路構成の一例を図１に示した。なお、図３と同一
部分については同じ番号を付与してある。図１におい
て、コンバータトランス３と、その１次巻線Ｎ１に直列
に接続されたスイッチングトランジスタＱ１及び抵抗Ｒ
１、２次巻線Ｎ２に接続されたダイオードＤ１、フライ
ホイールダイオードＤ２、チョークコイルＬ１、平滑コ
ンデンサＣ１から成る整流平滑回路については、従来の
スイッチング電源と全く同じ構成である。また、スイッ
チング電源の制御・駆動機能部分として、ＰＷＭＩＣ
５、帰還回路４及び間欠動作の時定数設定用のコンデン
サＣ２を有するのは、従来のスイッチング電源と同じで
ある。
【００１６】本発明のスイッチング電源は、さらに以下
の回路構成を有する。出力端子２ａ、２ｂ間に、抵抗Ｒ
２及び抵抗Ｒ３の直列回路と、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５及び
シャントレギュレータＩＣ１の直列回路を並列に接続す
る。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点の分圧電圧をシャント
レギュレータＩＣ１の制御入力端子に入力する。抵抗Ｒ
４に対して並列にフォトカプラ９の発光ダイオードを接
続する。間欠動作の時定数設定用コンデンサＣ２の両端
に、フォトカプラ９のフォトトランジスタのコレクタ、
エミッタ端子を接続する。この時、フォトトランジスタ
のエミッタ端子をアース側とする。
の回路構成を有する。出力端子２ａ、２ｂ間に、抵抗Ｒ
２及び抵抗Ｒ３の直列回路と、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５及び
シャントレギュレータＩＣ１の直列回路を並列に接続す
る。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点の分圧電圧をシャント
レギュレータＩＣ１の制御入力端子に入力する。抵抗Ｒ
４に対して並列にフォトカプラ９の発光ダイオードを接
続する。間欠動作の時定数設定用コンデンサＣ２の両端
に、フォトカプラ９のフォトトランジスタのコレクタ、
エミッタ端子を接続する。この時、フォトトランジスタ
のエミッタ端子をアース側とする。
【００１７】図１に示す本発明のスイッチング電源の過
電流保護動作を、その出力電流−出力電圧特性を示す図
２を参照しながら説明する。出力電流ＩO が増加する
と、スイッチング電流より過電流状態を検出して電流制
限回路７が働き、過電流信号ＳCLM を出力する。パルス
幅変調回路６は、過電流信号ＳCLM に応じて出力パルス
信号のオン期間を短くするため、スイッチング電源の出
力電流ＩO と出力電圧ＶO の関係は垂下特性を示す。や
がて出力パルス信号のオン期間が短くなり、その出力パ
ルス信号の平均値ＳPMが所定の値よりも小さくなると、
間欠動作回路８が作動する。
電流保護動作を、その出力電流−出力電圧特性を示す図
２を参照しながら説明する。出力電流ＩO が増加する
と、スイッチング電流より過電流状態を検出して電流制
限回路７が働き、過電流信号ＳCLM を出力する。パルス
幅変調回路６は、過電流信号ＳCLM に応じて出力パルス
信号のオン期間を短くするため、スイッチング電源の出
力電流ＩO と出力電圧ＶO の関係は垂下特性を示す。や
がて出力パルス信号のオン期間が短くなり、その出力パ
ルス信号の平均値ＳPMが所定の値よりも小さくなると、
間欠動作回路８が作動する。
【００１８】しかし、この時、出力端子２ａ、２ｂ間に
接続されている抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、シャントレギュレ
ータＩＣ１には電流が流れており、抵抗Ｒ４の両端の電
圧がフォトカプラ９の発光ダイオードのアノード、カソ
ード間に印加され、発光ダイオードはオン状態にある。
フォトカプラ９の発光ダイオードがオン状態にあるため
フォトカプラ９のフォトトランジスタがオン状態にあ
り、コンデンサＣ２の両端は短絡状態になっている。間
欠動作回路８は、コンデンサＣ２の両端が短絡されるこ
とでＣＴ端子の電位が低く、パルス幅変調回路６に対し
て間欠動作の信号ＳOFF を出力しない。このため、スイ
ッチング電源の出力電流−出力電圧特性は、出力電流Ｉ
O が増加しても依然として垂下特性を示す。
接続されている抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５、シャントレギュレ
ータＩＣ１には電流が流れており、抵抗Ｒ４の両端の電
圧がフォトカプラ９の発光ダイオードのアノード、カソ
ード間に印加され、発光ダイオードはオン状態にある。
フォトカプラ９の発光ダイオードがオン状態にあるため
フォトカプラ９のフォトトランジスタがオン状態にあ
り、コンデンサＣ２の両端は短絡状態になっている。間
欠動作回路８は、コンデンサＣ２の両端が短絡されるこ
とでＣＴ端子の電位が低く、パルス幅変調回路６に対し
て間欠動作の信号ＳOFF を出力しない。このため、スイ
ッチング電源の出力電流−出力電圧特性は、出力電流Ｉ
O が増加しても依然として垂下特性を示す。
【００１９】出力電流ＩO が増加し、出力電圧ＶO が所
定の電圧値より低くなると、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続
点の分圧電圧値がシャントレギュレータＩＣ１の内部基
準電圧より低くなる。すると、シャントレギュレータＩ
Ｃ１は、今まで抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５及び自身に流れてい
た電流を停止し、フォトカプラ９の発光ダイオードをオ
フ状態にする。フォトカプラ９の発光ダイオードがオフ
状態となることによりフォトカプラ９のフォトトランジ
スタがオフ状態となり、コンデンサＣ２が充電可能状態
となる。コンデンサＣ２が充電されてＣＴ端子の電位が
上昇すると、間欠動作回路８は間欠動作の信号ＳOFF を
パルス幅変調回路６に対して出力し、パルス幅変調回路
６は間欠動作を開始する。以上のような動作によって間
欠動作が開始され、過電流保護が行われる。
定の電圧値より低くなると、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続
点の分圧電圧値がシャントレギュレータＩＣ１の内部基
準電圧より低くなる。すると、シャントレギュレータＩ
Ｃ１は、今まで抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ５及び自身に流れてい
た電流を停止し、フォトカプラ９の発光ダイオードをオ
フ状態にする。フォトカプラ９の発光ダイオードがオフ
状態となることによりフォトカプラ９のフォトトランジ
スタがオフ状態となり、コンデンサＣ２が充電可能状態
となる。コンデンサＣ２が充電されてＣＴ端子の電位が
上昇すると、間欠動作回路８は間欠動作の信号ＳOFF を
パルス幅変調回路６に対して出力し、パルス幅変調回路
６は間欠動作を開始する。以上のような動作によって間
欠動作が開始され、過電流保護が行われる。
【００２０】本発明のスイッチング電源は、以上に述べ
たように、出力電圧を監視し、出力電圧ＶO がある電圧
値ＶOL以下になった時、間欠動作が開始されるものであ
る。そのため、入力電圧ＶINが異なっても間欠動作が開
始される出力電圧ＶOLは一定であり、定電流源としての
動作領域が狭められることは無い。また、シャントレギ
ュレータＩＣ１に入力される、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接
続点の分圧電圧を調整することにより、間欠動作が開始
される出力電圧ＶOLを容易に変えることができる。
たように、出力電圧を監視し、出力電圧ＶO がある電圧
値ＶOL以下になった時、間欠動作が開始されるものであ
る。そのため、入力電圧ＶINが異なっても間欠動作が開
始される出力電圧ＶOLは一定であり、定電流源としての
動作領域が狭められることは無い。また、シャントレギ
ュレータＩＣ１に入力される、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接
続点の分圧電圧を調整することにより、間欠動作が開始
される出力電圧ＶOLを容易に変えることができる。
【００２１】なお、図１の実施例において、フォワード
方式のスイッチング電源を例にとって説明を行ったが、
フライバック方式、ハーフブリッジ方式の回路にも適用
できる。また、制御・駆動機能部分を１つのパッケージ
に収めたＰＷＭＩＣを用いた回路にて従来例及び実施例
を説明したが、パルス幅変調回路、電流制限回路、間欠
動作回路が個別に形成された回路でも同じである。さら
に、既存のスイッチング電源にも本発明を適用すること
ができ、その際には、図１の実施例のように、フォトカ
プラ、シャントレギュレータ、数本の抵抗素子を追加
し、組み込めば良い。
方式のスイッチング電源を例にとって説明を行ったが、
フライバック方式、ハーフブリッジ方式の回路にも適用
できる。また、制御・駆動機能部分を１つのパッケージ
に収めたＰＷＭＩＣを用いた回路にて従来例及び実施例
を説明したが、パルス幅変調回路、電流制限回路、間欠
動作回路が個別に形成された回路でも同じである。さら
に、既存のスイッチング電源にも本発明を適用すること
ができ、その際には、図１の実施例のように、フォトカ
プラ、シャントレギュレータ、数本の抵抗素子を追加
し、組み込めば良い。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明は、出力電
圧の電圧値が所定の電圧値以下になると間欠動作の時定
数設定用のコンデンサが機能可能状態となり、スイッチ
ング電源が間欠動作を開始するものである。このことに
より、入力電圧の電圧値によって間欠動作が開始する時
点の出力電圧の電圧値が変化すること無く、定電流動作
領域が狭められることが無い。また、出力電圧を検出し
ている分圧抵抗の抵抗値を調節することにより、間欠動
作が開始する時点の出力電圧の電圧値を容易に変更する
ことができる。
圧の電圧値が所定の電圧値以下になると間欠動作の時定
数設定用のコンデンサが機能可能状態となり、スイッチ
ング電源が間欠動作を開始するものである。このことに
より、入力電圧の電圧値によって間欠動作が開始する時
点の出力電圧の電圧値が変化すること無く、定電流動作
領域が狭められることが無い。また、出力電圧を検出し
ている分圧抵抗の抵抗値を調節することにより、間欠動
作が開始する時点の出力電圧の電圧値を容易に変更する
ことができる。
【図１】 本発明のスイッチング電源の一実施例の回路
図。
図。
【図２】 図１の回路の出力電流−出力電圧特性。
【図３】 従来のスイッチング電源の回路図の一例。
【図４】 図３の回路の出力電流−出力電圧特性。
１ａ、１ｂ 入力端子 ２ａ、２ｂ 出力端子 ３ コンバータトランス ４ 帰還回路 ５ ＰＷＭＩＣ ６ パルス幅変調回路 ７ 電流制限回路 ８ 間欠動作回路 ９ フォトカプラ
Claims (2)
- 【請求項１】 スイッチング電源が過電流状態となり、
電流制限回路によりスイッチング素子のオン期間が所定
の値よりも小さくなると、スイッチング素子を駆動する
パルス幅変調回路が間欠動作を行い、回路の過電流保護
を行うスイッチング電源において、出力電圧を監視する
電圧検出回路、検出した出力電圧と基準電圧を比較する
比較回路、比較回路からの出力に応じてパルス幅変調回
路の間欠動作の時定数を設定するコンデンサの状態を変
えるスイッチ回路を有し、過電流状態で出力電圧が所定
の電圧値以下になると、該比較回路からの出力によって
該スイッチ回路が間欠動作の時定数を設定するコンデン
サを機能可能状態とすることにより、パルス幅変調回路
の間欠動作の開始点を入力電圧に依存せず、出力電圧に
応じて任意に設定できるようにしたスイッチング電源。 - 【請求項２】 出力端子間に、第２抵抗及び第３抵抗の
直列回路と、第４抵抗、第５抵抗及びシャントレギュレ
ータの直列回路を並列に接続し、第２抵抗と第３抵抗の
接続点の分圧電圧をシャントレギュレータに入力し、第
４抵抗の両端にフォトカプラの発光ダイオードのアノー
ド、カソード端子を接続し、パルス幅変調回路の間欠動
作の時定数を設定するコンデンサの両端にフォトカプラ
のフォトトランジスタのコレクタ、エミッタ端子を接続
する事により、出力電圧に応じてシャントレギュレータ
が該発光ダイオードを点滅させ、該発光ダイオードの点
滅により該フォトトランジスタが間欠動作の時定数を設
定するコンデンサの両端を、短絡あるいは充電可能状態
とする請求項１のスイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7121293A JP2737069B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7121293A JP2737069B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06261542A true JPH06261542A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2737069B2 JP2737069B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13454155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7121293A Expired - Fee Related JP2737069B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737069B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08115135A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-07 | Nec Eng Ltd | 過電流検出回路 |
| JP2000060120A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-02-25 | Nichicon Corp | スイッチング電源装置 |
| EP1376841A2 (en) * | 1998-08-11 | 2004-01-02 | Lg Electronics Inc. | Switched mode power supply and controlling method thereof |
| JP2008042996A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 保護回路およびスイッチング電源装置 |
| KR101219993B1 (ko) * | 2011-03-02 | 2013-01-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 전원 공급 장치 |
| EP1887682A3 (de) * | 2006-08-08 | 2015-07-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltnetzteil mit Transformator |
| JP2018075090A (ja) * | 2016-11-07 | 2018-05-17 | サミー株式会社 | 遊技機 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP7121293A patent/JP2737069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08115135A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-07 | Nec Eng Ltd | 過電流検出回路 |
| EP1376841A2 (en) * | 1998-08-11 | 2004-01-02 | Lg Electronics Inc. | Switched mode power supply and controlling method thereof |
| EP1376841A3 (en) * | 1998-08-11 | 2005-03-02 | Lg Electronics Inc. | Switched mode power supply and controlling method thereof |
| JP2000060120A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-02-25 | Nichicon Corp | スイッチング電源装置 |
| JP2008042996A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 保護回路およびスイッチング電源装置 |
| EP1887682A3 (de) * | 2006-08-08 | 2015-07-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltnetzteil mit Transformator |
| KR101219993B1 (ko) * | 2011-03-02 | 2013-01-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 전원 공급 장치 |
| JP2018075090A (ja) * | 2016-11-07 | 2018-05-17 | サミー株式会社 | 遊技機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2737069B2 (ja) | 1998-04-08 |
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