JPH066674Y2 - Self-exciting converter overcurrent protection circuit - Google Patents
Self-exciting converter overcurrent protection circuitInfo
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- JPH066674Y2 JPH066674Y2 JP1986089743U JP8974386U JPH066674Y2 JP H066674 Y2 JPH066674 Y2 JP H066674Y2 JP 1986089743 U JP1986089743 U JP 1986089743U JP 8974386 U JP8974386 U JP 8974386U JP H066674 Y2 JPH066674 Y2 JP H066674Y2
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- switching transistor
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、トランスのベース巻線に過電流保護動作のた
めの補助巻線を巻き足し、ベース巻線と補助巻線の両端
間に抵抗とコンデンサの直列回路を接続して、該コンデ
ンサの端子電圧で過電流を検出し保護トランジスタによ
りスイッチングトランジスタのベース電流を引き抜くよ
うにした自励型コンバータの過電流保護回路に関するも
のである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial application] The present invention is to add an auxiliary winding for overcurrent protection operation to a base winding of a transformer, and to provide a resistance between both ends of the base winding and the auxiliary winding. The present invention relates to an overcurrent protection circuit of a self-excited converter in which a series circuit of a capacitor and a capacitor is connected, an overcurrent is detected by a terminal voltage of the capacitor, and a base current of a switching transistor is extracted by a protection transistor.
[従来の技術] 過電流保護回路を組み込んだ自励型コンバータの一例を
第3図に示す。コンバータの一次側はブロッキング発振
器そのものであり、トランスTの一次巻線N1と直列に
スイッチングトランジスタQ1が接続され、該スイッチ
ングトランジスタQ1のベースにはトランスTのベース
巻線N3の誘起電圧が抵抗R1とコンデンサC1を介し
て印加される。抵抗R2はスイッチングトランジスタQ
1のベースバイアス用である。[Prior Art] An example of a self-exciting converter incorporating an overcurrent protection circuit is shown in FIG. The primary side of the converter is the blocking oscillator itself, the switching transistor Q 1 is connected in series with the primary winding N 1 of the transformer T, and the induced voltage of the base winding N 3 of the transformer T is connected to the base of the switching transistor Q 1. Is applied via a resistor R 1 and a capacitor C 1 . The resistor R 2 is a switching transistor Q
1 for base bias.
コンバータの一次側は自励発振し、トランスTの二次巻
線N2に出力が誘起される。この出力は整流ダイオード
Dで整流され平滑コンデンサCで平滑化される。自励型
コンバータ自身は出力電圧の制御性を有しないが、他の
制御性を有する回路と組み合わせることによって定電圧
化が図られる。The primary side of the converter oscillates by itself and an output is induced in the secondary winding N 2 of the transformer T. This output is rectified by the rectifying diode D and smoothed by the smoothing capacitor C. The self-exciting converter itself does not have controllability of output voltage, but it can be made constant voltage by combining with a circuit having other controllability.
さて従来の過電流保護回路10は、スイッチングトラン
ジスタQ1のエミッタに接続された低抵抗値の過電流検
出用抵抗R3と、前記スイッチングトランジスタQ1の
ベース回路に接続された保護トランジスタQ2とからな
り、該トランジスタQ2を前記過電流検出用抵抗R3の
端子電圧でオン−オフ制御するように構成されていた。
つまりスイッチングトランジスタQ1のエミッタ電流を
抵抗R3の電圧降下として検出し、その端子電圧と保護
トランジスタQ2のベース−エミッタ間電圧VBEとを
比較するものであり、過大な電流が流れると抵抗R3の
電圧降下が大きくなり保護トランジスタQ2が導通して
スイッチングトランジスタQ1のベース電流を引き抜き
コレクタ電流の尖頭値を一定にし内部回路を保護するも
のである。Well conventional overcurrent protection circuit 10, an overcurrent detection resistor R 3 of low resistance values connected to the emitter of the switching transistor Q 1, the switching transistor protection transistor Q 2 to which is connected to the base circuit for Q 1 It consists, on the transistor Q 2 in the terminal voltage of the overcurrent detection resistor R 3 - was configured to turn off control.
That switching transistor emitter current for Q 1 is detected as a voltage drop of the resistor R 3, the base of the protection transistor Q 2 and its terminal voltage - is intended for comparing the emitter voltage V BE, excessive current flows and the resistance The voltage drop of R 3 becomes large, the protection transistor Q 2 becomes conductive, the base current of the switching transistor Q 1 is drawn, the peak value of the collector current is made constant, and the internal circuit is protected.
[考案が解決しようとする問題点] ところがこのような過電流保護回路では、過負荷時に保
護トランジスタQ2が導通してトランジスタQ1のベー
ス電流を引き抜くことによりコレクタ電流の尖頭値は一
定となるが過負荷になるに伴い出力電圧が低下するため
出力電流は増していくこととなる。[Problems to be Solved by the Invention] However, in such an overcurrent protection circuit, the peak value of the collector current is kept constant by the protection transistor Q 2 conducting when the load is over and drawing the base current of the transistor Q 1. However, since the output voltage decreases with an overload, the output current increases.
このためコンバータの出力電圧−負荷電流特性は第4図
に示すように過負荷になると「ヘ」の字型になり、負荷
短絡時に最大出力電流Iの2倍以上の短絡電流Isが流
れる。このように負荷短絡時に過大な電流Isが流れス
イッチングトランジスタQ1あるは整流ダイオードD等
が発熱するため、従来技術ではそれらスイッチングトラ
ンジスタや整流ダイオード等の電子部品について十分な
余裕をもたせるべく必要以上に容量の大きなものを使用
しなければならず、コストアップの要因となっていた。Thus the converter output voltage - Load current characteristics becomes fourth becomes overloaded, as shown in FIG shaped "f" flows twice or more short-circuit current I s of the maximum output current I when the load short-circuit. As described above, when the load is short-circuited, the excessive current I s flows and the switching transistor Q 1 or the rectifying diode D generates heat. Therefore, in the prior art, it is necessary to provide a sufficient margin for electronic parts such as the switching transistor and the rectifying diode. It had to use a large capacity, which was a factor of cost increase.
本考案の目的は上記のような従来技術の欠点を解消し、
負荷短絡時の過大な電流を最大出力電流よりも小さく抑
えることができ、そのため異常発生時における主要な部
品の発熱を抑え、また部品点数もさほど多くならず小型
で且つ安価な自励型コンバータを得ることができる過電
流保護回路を提供することにある。The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology,
It is possible to suppress excessive current when load is short-circuited to less than the maximum output current, and therefore to suppress heat generation of major parts when an abnormality occurs, and also to provide a small and inexpensive self-exciting converter with a small number of parts. It is to provide an overcurrent protection circuit that can be obtained.
[問題点を解決するための手段] 上記のような目的を達成することのできる本考案は、コ
ンバータトランスの一次巻線と直列にスイッチングトラ
ンジスタを接続し、該スイッチングトランジスタのベー
スとエミッタとの間にコンバータトランスのベース巻線
を接続し自励発振させ、コンバータトランスの二次巻線
に出力を誘起させる自励型コンバータにおいて、スイッ
チングトランジスタを駆動するための前記ベース巻線に
補助巻線を巻き足し、ベース巻線と補助巻線の両端間に
抵抗とコンデンサとの直列回路を接続すると共に前記抵
抗に並列にダイオードを設け、スイッチングトランジス
タのベースと補助巻線端子との間に保護トランジスタを
配置し、該保護トランジスタのベースに前記コンデンサ
の端子電圧が印加されるように接続した過電流保護回路
である。[Means for Solving the Problems] The present invention that can achieve the above-mentioned object is to connect a switching transistor in series with the primary winding of a converter transformer, and to connect between the base and the emitter of the switching transistor. In the self-excited converter that connects the base winding of the converter transformer to the self-excited oscillation and induces output in the secondary winding of the converter transformer, the auxiliary winding is wound around the base winding for driving the switching transistor. Add a series circuit of a resistor and a capacitor between both ends of the base winding and the auxiliary winding, install a diode in parallel with the resistor, and arrange a protection transistor between the base of the switching transistor and the auxiliary winding terminal. Connected so that the terminal voltage of the capacitor is applied to the base of the protection transistor. It is an overcurrent protection circuit.
ここでより好ましい実施態様としては抵抗とコンデンサ
との接続点と保護トランジスタのベースとの間にダイオ
ードを接続し、該ダイオードを介してコンデンサの端子
電圧を印加する構成である。In a more preferable embodiment, a diode is connected between the connection point between the resistor and the capacitor and the base of the protection transistor, and the terminal voltage of the capacitor is applied via the diode.
[作用] コンバータの自励発振動作に応じて抵抗とコンデンサか
らなる時定数回路は充放電を繰り返す。スイッチングト
ランジスタが導通している期間、コンデンサの端子電圧
は徐々に上昇する。このコンデンサの端子電圧の充放電
の初期値は出力電圧に応じて変化し、出力電圧が小さく
なるとコンデンサ端子電圧の絶対値は小さくなる。その
ため保護トランジスタが導通するまでの期間(スイッチ
ングトランジスタが導通している期間)が短くなり、出
力電流は低下する。[Operation] The time constant circuit consisting of a resistor and a capacitor repeats charging and discharging according to the self-oscillation operation of the converter. While the switching transistor is conducting, the terminal voltage of the capacitor gradually rises. The initial value of the charge / discharge of the terminal voltage of the capacitor changes according to the output voltage, and the absolute value of the capacitor terminal voltage decreases as the output voltage decreases. Therefore, the period until the protection transistor becomes conductive (the period during which the switching transistor is conductive) becomes short, and the output current decreases.
ベース巻線に巻き足した補助巻線は出力電圧−負荷電流
特性を「フ」の字特性にする作用を果たす。もしこの補
助巻線が無いとすると、過電流が検出され保護トランジ
スタが導通しても、そのコレクタ−エミッタ間飽和電圧
(約0.4V)が残るためスイッチングトランジスタは
瞬時にはオフしきれず、損失が生じ出力電流を低減しき
れない。しかし本考案のように補助巻線を設けると、ス
イッチングトランジスタのベース−エミッタ間に逆バイ
アスを印加でき、それを瞬時にオフ状態にできる。この
ため負荷電流特性は「フ」の字型になる。The auxiliary winding added to the base winding serves to make the output voltage-load current characteristic a fold-back characteristic. If this auxiliary winding is not provided, even if an overcurrent is detected and the protection transistor conducts, its collector-emitter saturation voltage (about 0.4V) remains, so the switching transistor cannot be turned off instantly, resulting in loss. Occurs and the output current cannot be reduced. However, when the auxiliary winding is provided as in the present invention, a reverse bias can be applied between the base and emitter of the switching transistor, and it can be instantly turned off. For this reason, the load current characteristic has a "F" shape.
[実施例] 第1図は本考案に係る過電流保護回路を組み込んだ自励
型オン−オフ式コンバータの一実施例を示す回路図であ
る。コンバータ自身は基本的には第3図に示す従来技術
と同様であってよいので、対応する部分には同一符号を
付し、それらについての説明は省略する。[Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a self-excited on-off converter incorporating an overcurrent protection circuit according to the present invention. Since the converter itself may be basically the same as the prior art shown in FIG. 3, corresponding parts are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
さて本考案に係る過電流保護回路20は破線で囲んだ部
分である。コンバータトランスのベース巻線N3に更に
補助巻線N4を巻き足し、該ベース巻線N3と補助巻線
N4の両端子a−b間に抵抗R4とコンデンサC2との
直列回路を接続すると共に前記抵抗R4に並列に第1の
ダイオードD1をそのカソート側が端子aを向くように
接続する。またスイッチングトランジスタQ1のベース
と補助巻線N4の端子bとの間に保護トランジスタQ3
を設け、該保護トランジスタQ3のベースに前記コンデ
ンサC2の端子電圧が印加されるように接続する。この
実施例では第2のダイオードD2を介して接続してい
る。Now, the overcurrent protection circuit 20 according to the present invention is a portion surrounded by a broken line. An auxiliary winding N 4 is further added to the base winding N 3 of the converter transformer, and a series circuit of a resistor R 4 and a capacitor C 2 is provided between both terminals a and b of the base winding N 3 and the auxiliary winding N 4. And the first diode D 1 is connected in parallel to the resistor R 4 such that its castor side faces the terminal a. In addition, the protection transistor Q 3 is provided between the base of the switching transistor Q 1 and the terminal b of the auxiliary winding N 4.
Is provided and connected so that the terminal voltage of the capacitor C 2 is applied to the base of the protection transistor Q 3 . In this embodiment, they are connected via the second diode D 2 .
正常動作時にはブロッキング発振の原理に基づきスイッ
チングトランジスタQ1は自励発振し、それによってト
ランスTの二次巻線N2には出力が誘起される。この出
力は整流ダイオードDで整流され平滑コンデンサCで平
滑化される。During normal operation, the switching transistor Q 1 oscillates on the basis of the principle of blocking oscillation, and thereby an output is induced in the secondary winding N 2 of the transformer T. This output is rectified by the rectifying diode D and smoothed by the smoothing capacitor C.
コンデンサC2の端子電圧(抵抗R4とコンデンサC2
との接続点Aの電圧)VAは、出力電圧をEsとする
と、保護トランジスタQ3のエミッタを基準としてスイ
ッチングトランジスタQ1がオフの時には、 となる。スイッチングトランジスタQ1が導通すると、
コンデンサC2の端子電圧VAはコンデンサC2と抵抗
R4との時定数に応じて充電する。このように充電の初
期値、即ちスイッチングトランジスタQ1がオンした直
後のコンデンサC2の端子電圧は出力電圧に応じて変化
することになる。負荷短絡事故等が生じて出力電圧Es
が低下すると、充電の初期値の絶対値は小さくなる。Terminal voltage of capacitor C 2 (resistor R 4 and capacitor C 2
When the output voltage is E s , the voltage at the connection point A with V A is, when the switching transistor Q 1 is off with respect to the emitter of the protection transistor Q 3 , Becomes When the switching transistor Q 1 becomes conductive,
The terminal voltage V A of the capacitor C 2 is charged according to the time constant of the capacitor C 2 and a resistor R 4. In this way, the initial value of charging, that is, the terminal voltage of the capacitor C 2 immediately after the switching transistor Q 1 is turned on, changes according to the output voltage. Output voltage E s due to load short-circuit accident
The lower the value of, the smaller the absolute value of the initial value of charging.
コンデンサの充電が進行し、その端子電圧が保護トラン
ジスタQ3のベース−エミッタ間電圧VBEと第2のダ
イオードD2の順方向電圧降下VF2との和を越えると
保護トランジスタQ3が導通する。これによってスイッ
チングトランジスタQ1のベース電流を引き込み出力を
垂下させる。一般にトランジスタのコレクタ飽和電圧は
0.4V程度であり、ベース−エミッタ間電圧は0.7
V程度である。ベース巻線N3に巻き足した補助巻線N
4はスイッチングトランジスタQ1のエミッタ電位に対
して保護トランジスタQ3のエミッタ電位を負側にバイ
アスする作用を果たす。従って保護トランジスタQ3の
導通時にそのエミッタを基準としてコレクタ電圧は約
0.4Vであるが、スイッチングトランジスタQ1のエ
ミッタは高く、逆バイアスの状態となり、完全にオフ状
態にしてコレクタ電流を阻止することができるのであ
る。このため出力電圧に対する負荷電流特性は第2図に
示すように「フ」の字型となる。それ故、本考案は大き
な電流容量のコンバータに対して特に有効である。When the charging of the capacitor progresses and its terminal voltage exceeds the sum of the base-emitter voltage V BE of the protection transistor Q 3 and the forward voltage drop V F2 of the second diode D 2 , the protection transistor Q 3 becomes conductive. . As a result, the base current of the switching transistor Q 1 is drawn and the output is drooped. Generally, the collector saturation voltage of a transistor is about 0.4V, and the base-emitter voltage is 0.7.
It is about V. Auxiliary winding N added to base winding N 3
4 serve to bias the emitter potential of the protective transistor Q 3 with respect to the emitter potential of the switching transistor Q 1 on the negative side. Therefore, when the protection transistor Q 3 is conductive, the collector voltage is about 0.4 V with respect to its emitter as a reference, but the emitter of the switching transistor Q 1 is high and is in a reverse bias state, and is completely turned off to block the collector current. It is possible. Therefore, the load current characteristic with respect to the output voltage has a "F" shape as shown in FIG. Therefore, the present invention is particularly effective for a large current capacity converter.
補助巻線N4はこのフの字特性の傾斜を決める大きな要
因となる。実際には1〜2ターン程度の巻数で十分な効
果が得られている。The auxiliary winding N 4 is a major factor in determining the slope of the foldback characteristic. Actually, a sufficient effect is obtained with the number of turns of about 1 to 2 turns.
なお第2のダイオードD2は、最小のオンタイムを設定
する機能と保護トランジスタQ3のベース−エミッタ間
に過大な逆バイアスが印加するのを防ぐ機能を果たす。
この第2のダイオードD2は場合によっては省略するこ
ともできるし、また最小のオンタイムを長くしたい場合
にはツェナーダイオードを使用することも可能である。The second diode D 2 has a function of setting a minimum on-time and a function of preventing application of an excessive reverse bias between the base and the emitter of the protection transistor Q 3 .
The second diode D 2 can be omitted in some cases, and a Zener diode can be used when it is desired to lengthen the minimum on-time.
[考案の効果] 本考案は上記のようにベース巻線に補助巻線を巻き足
し、それによって保護トランジスタの導通時にスイッチ
ングトランジスタのベース−エミッタ間に逆バイアスが
印加されるから、短絡電流を最大出力電流よりも小さく
し、フの字型の負荷電流特性を実現させることができる
効果がある。[Advantage of the Invention] The present invention adds the auxiliary winding to the base winding as described above, and thereby reverse bias is applied between the base and the emitter of the switching transistor when the protection transistor is turned on. There is an effect that it can be made smaller than the output current and a fold-back type load current characteristic can be realized.
従って、本考案によればコンバータの主要部品であるス
イッチングトランジスタや整流ダイオード等の発熱の問
題が解消され、装置を小型化し得るばかりでなく容量の
小さな部品を使用でき小型化低廉化を図ることができ
る。Therefore, according to the present invention, the problem of heat generation of the switching transistor and the rectifying diode, which are the main parts of the converter, is solved, and not only the device can be downsized, but also the parts of small capacity can be used to achieve downsizing and cost reduction. it can.
第1図は本考案にかかる過電流保護回路を組み込んだ自
励型コンバータの一実施例を示す回路図、第2図はその
出力電圧−負荷電流特性線図、第3図は従来技術の一例
を示す回路図、第4図はその出力電圧−負荷電流特性線
図である。 10,20……過電流保護回路、T……トランス、N1
……一次巻線、N2……二次巻線、N3……ベース巻
線、N4……補助巻線、Q1……スイッチングトランジ
スタ、Q3……保護トランジスタ、D1……第1のダイ
オード、D2……第2のダイオード、C2……コンデン
サ、R4……抵抗。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a self-exciting converter incorporating an overcurrent protection circuit according to the present invention, FIG. 2 is its output voltage-load current characteristic diagram, and FIG. 3 is an example of prior art. FIG. 4 is a circuit diagram showing the above, and FIG. 4 is its output voltage-load current characteristic diagram. 10, 20 ... Overcurrent protection circuit, T ... Transformer, N 1
…… Primary winding, N 2 …… Secondary winding, N 3 …… Base winding, N 4 …… Auxiliary winding, Q 1 …… Switching transistor, Q 3 …… Protection transistor, D 1 …… No. 1 diode, D 2 ... second diode, C 2 ... capacitor, R 4 ... resistance.
Claims (1)
イッチングトランジスタを接続し、該スイッチングトラ
ンジスタのベースとエミッタとの間にコンバータトラン
スのベース巻線を接続して自励発振させ、コンバータト
ランスの二次巻線に出力を誘起させる自励型コンバータ
において、前記ベース巻線に補助巻線を巻き足し、ベー
ス巻線と補助巻線の両端間に抵抗とコンデンサとの直列
回路を接続すると共に前記抵抗に並列にダイオードを設
け、スイッチングトランジスタのベースと補助巻線端子
との間に保護トランジスタを配置し、該保護トランジス
タのベースに前記コンデンサの端子電圧が印加されるよ
うに接続した自励型コンバータの過電流保護回路。1. A switching transistor is connected in series with a primary winding of a converter transformer, and a base winding of the converter transformer is connected between a base and an emitter of the switching transistor to cause self-excited oscillation. In a self-excited converter that induces output in the next winding, an auxiliary winding is added to the base winding, and a series circuit of a resistor and a capacitor is connected between both ends of the base winding and the auxiliary winding and Of a self-exciting converter in which a diode is provided in parallel, a protection transistor is arranged between the base of the switching transistor and the auxiliary winding terminal, and the terminal voltage of the capacitor is applied to the base of the protection transistor. Overcurrent protection circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986089743U JPH066674Y2 (en) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Self-exciting converter overcurrent protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1986089743U JPH066674Y2 (en) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Self-exciting converter overcurrent protection circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62202024U JPS62202024U (en) | 1987-12-23 |
JPH066674Y2 true JPH066674Y2 (en) | 1994-02-16 |
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ID=30948997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1986089743U Expired - Lifetime JPH066674Y2 (en) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Self-exciting converter overcurrent protection circuit |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP2011100837A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Fdk Corp | Self-excitation type led driving circuit |
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JPS59149486U (en) * | 1983-03-25 | 1984-10-05 | 富士通株式会社 | Overcurrent protection circuit |
-
1986
- 1986-06-12 JP JP1986089743U patent/JPH066674Y2/en not_active Expired - Lifetime
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