JPH0698537A - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

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JPH0698537A
JPH0698537A JP26955892A JP26955892A JPH0698537A JP H0698537 A JPH0698537 A JP H0698537A JP 26955892 A JP26955892 A JP 26955892A JP 26955892 A JP26955892 A JP 26955892A JP H0698537 A JPH0698537 A JP H0698537A
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JP
Japan
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circuit
output voltage
switching
voltage
output
Prior art date
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JP26955892A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Takemura
博 竹村
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過電流状態に入った場合に発振を停止して、
二次側の整流ダイオードの発熱による破壊等を防止する
ことができるようにしたスイッチング電源装置を提供す
る。 【構成】 二次側の出力回路に、出力電圧VO が定格出
力電圧より低い所定電圧以下になったことを検出して検
出信号を出力する出力電圧検出回路24を設けた。かつ
一次側に、この出力電圧検出回路24からの検出信号に
応答してスイッチングトランジスタ4のスイッチングを
強制的に停止させる保護回路32を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自励式のスイッチン
グ電源装置に関し、より具体的には、その過電流保護手
段の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のスイッチング電源装置の従来例
を図3に示す。このスイッチング電源装置は、自励かつ
フライバック方式(即ちRCC方式)のものの例であ
り、トランス2の一次巻線2aにスイッチング素子の一
例であるスイッチングトランジスタ4を直列接続し、同
トランス2のベース巻線2cの出力を自励式の発振制御
回路6を介してこのスイッチングトランジスタ4のベー
スに帰還させて発振させ、スイッチングトランジスタ4
のオフ時にトランス2内の蓄積エネルギーを二次巻線2
bから整流ダイオード22を介して直流出力として取り
出すよう構成されている。
【0003】発振制御回路6は、種々の公知の回路が採
り得るが、この例では、ベース巻線2cの一端側とスイ
ッチングトランジスタ4のベース間に直列に挿入された
ダイオード14、抵抗16およびスイッチングトランジ
スタ4のベースをグラウンドにバイパスするように接続
されたトランジスタ18を備えており、これによってス
イッチングトランジスタ4のスイッチング動作を制御す
るようにしている。20は起動抵抗である。また、互い
に直列接続された抵抗10およびコンデンサ12から成
る時定数回路8をベース巻線2cの両端に接続し、この
コンデンサ12の電圧がトランジスタ18のベースに印
加されるようにしている。この発振制御回路6は、過電
流保護機能を有しており、その働きについては後述す
る。
【0004】なお、二次側の出力電圧VO を定電圧制御
する定電圧制御系は、この発明の本質に関係がないの
で、ここではその図示を省略している。
【0005】動作例を説明すると、入力電圧VI が印加
されると、起動抵抗20を通してスイッチングトランジ
スタ4のベースに電流が流れ、スイッチングトランジス
タ4が導通状態になる。その結果、トランス2の一次巻
線2aに電圧が加わり、同時にベース巻線2cに電圧V
B が発生する。これがダイオード14および抵抗16を
介してスイッチングトランジスタ4のベースに供給さ
れ、スイッチングトランジスタ4は急速にオンする。こ
のとき、トランス2の二次巻線2bの電圧は整流ダイオ
ード22に対して逆方向に加わるので、二次巻線2bに
は電流が流れず、トランス2にエネルギーが蓄積され
る。これと共に、時定数回路8を構成するコンデンサ1
2には抵抗10を通して充電電流が流れ、トランジスタ
18のベース電位が徐々に上昇する。
【0006】コンデンサ12の電圧が所定値に達してト
ランジスタ18が導通し始めると、それによってスイッ
チングトランジスタ4のベース電流がグラウンドにバイ
パスされてスイッチングトランジスタ4がオン状態を保
てなくなり、一次巻線2aの電圧が低下し、ベース巻線
2cの電圧VB も低下する。これは正帰還であるため、
スイッチングトランジスタ4は急速にオフする。スイッ
チングトランジスタ4がオフすることにより、トランス
2の蓄積エネルギーが二次巻線2bから整流ダイオード
22を通して出力側へ供給される。
【0007】その後、ベース巻線2cの電圧VB が0と
なれば、起動抵抗20からの電圧により再びスイッチン
グトランジスタ4がオン状態となり、上記のような動作
が繰り返される。
【0008】このようなRCC方式においては、良く知
られているように二次側の出力がスイッチングトランジ
スタ4のオン期間に比例するという基本的な関係があ
る。このスイッチング電源装置では、これを逆に利用す
ることによって、過電流保護を行わせている。即ち、ス
イッチングトランジスタ4のオン期間(これはオフ状態
のトランジスタ18をオンさせるまでの時間でもある)
は、コンデンサ12の電圧が立ち上がるスピード、即ち
時定数回路8の時定数T(=CR、ここでRは抵抗10
の抵抗値、Cはコンデンサ12の静電容量)によって規
定されるため、この時定数Tによってスイッチングトラ
ンジスタ4のオン期間の上限を決めておけば、二次側に
は設定値以上の電流は出力されない(即ち過電流保護を
する)。例えば、時定数Tを小さくすればトランジスタ
18が早くオンし、スイッチングトランジスタ4が早く
オフする。従って、より小さい出力電流IO にて保護モ
ードに入ることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記スイッチング電源
装置においては、過電流状態になると、例えば図4に示
すようなフの字垂下特性によって、出力電流IO は最終
的には一定の短絡電流IS に落ち着く。これは、過電流
状態になると、入力のパワーが制限されているから、ト
ランス2の二次巻線2bの電圧および出力電圧VO が低
下し、そうなると二次側出力時の(即ちスイッチングト
ランジスタ4がオフ時の)ベース巻線2cの電圧V
B (このときはこの電圧VB は図示とは逆向きに発生し
ている)も下がり、この電圧VB によるコンデンサ12
への逆向きの充電が少なくなり、従ってスイッチングト
ランジスタ4のオン時にコンデンサ12は速く充電され
るようになり、それによってスイッチングトランジスタ
4のオン期間が一層短くなり、このような作用によって
出力電流IO および出力電圧VO がフの字に低下するか
らである。
【0010】ところが、上記のような過電流状態が長時
間続くと、上記短絡電流IS が二次側の整流ダイオード
22に流れ続けるため、当該整流ダイオードの発熱が大
きくなってそれが破壊するという問題がある。
【0011】この整流ダイオード22の破壊を避けるた
めには、当該整流ダイオード22の容量を上記短絡電流
S が連続して流れても耐えるものにすれば良いが、そ
のようにすると整流ダイオード22の容量が非常に大き
くなるためコストが嵩むという別の問題が発生する。
【0012】上記のような問題は、発振制御回路6にお
ける過電流保護特性が、上記フの字垂下特性以外の場
合、例えば出力電流IO が定電流のまま出力電圧VO
低下する定電流垂下特性や、出力電流IO の増大と共に
出力電圧VO が斜めに低下する特性、等の場合にも起こ
る。
【0013】そこでこの発明は、過電流状態に入った場
合に発振を停止して、二次側の整流ダイオードの発熱に
よる破壊等を防止することができるようにしたスイッチ
ング電源装置を提供することを主たる目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のスイッチング電源装置は、二次側の出力
回路に、出力電圧が定格出力電圧より低い所定電圧以下
になったことを検出して検出信号を出力する出力電圧検
出回路を設け、かつ一次側に、この出力電圧検出回路か
らの検出信号に応答して前記スイッチング素子のスイッ
チングを強制的に停止させる保護回路を設けたことを特
徴とする。
【0015】
【作用】二次側の出力電流が過電流になると、自励式の
発振制御回路を用いている限り、二次側の出力電圧は低
下する。そしてこの出力電圧が定格出力電圧より低い所
定電圧以下に下がると、それが出力電圧検出回路によっ
て検出され、そこから検出信号が出力される。
【0016】この検出信号が出力されると、それに応答
して、保護回路がスイッチング素子のスイッチングを強
制的に停止させる。これによって発振が停止するので、
二次側の整流ダイオードの発熱による破壊等が防止され
る。
【0017】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係るスイッチ
ング電源装置を示す回路図である。図3の従来例と同一
または相当する部分には同一符号を付し、以下において
は当該従来例との相違点を主に説明する。
【0018】この実施例においては、トランス2の二次
側の出力回路に出力電圧検出回路24を設け、かつ一次
側に保護回路32を設けている。
【0019】出力電圧検出回路24は、出力電圧VO
定格出力電圧VOR(図2参照)より低い所定電圧以下に
なったことを検出して検出信号(この例ではフォトカプ
ラ30における光信号)を出力するものであり、この例
では互いに直列接続されたツェナダイオード26、抵抗
28およびフォトカプラ30を備えている。このツェナ
ダイオード26のツェナ電圧VZ は、この例では上記定
格出力電圧VORより小さくしている。フォトカプラ30
のフォトトランジスタ側は、前記保護回路32を構成し
ている。
【0020】保護回路32は、出力電圧検出回路24か
らの検出信号(即ちフォトカプラ30における光信号)
に応答してスイッチングトランジスタ4のスイッチング
を強制的に停止させるものであり、この例ではスイッチ
ングトランジスタ4のベース回路をグラウンドへバイパ
スするように接続されたトランジスタ34、そのベース
回路をグラウンドへバイパスするように接続された上記
フォトカプラ30のフォトトランジスタ側およびトラン
ジスタ34のベース回路に入力電圧VI の一部を供給す
る抵抗36を備えている。
【0021】上記構成によれば、通常時は、出力電圧V
O は定格出力電圧VORであってツェナダイオード26の
ツェナ電圧VZ より大きいので、ツェナダイオード26
はオンしており、それによってフォトカプラ30のフォ
トダイオードがオンしフォトトランジスタがオンしてお
り、このフォトトランジスタによってトランジスタ34
のベース回路がグラウンドに落とされており、トランジ
スタ34はオフしている。従ってこの場合は、保護回路
32はスイッチングトランジスタ4のスイッチングに何
の影響も及ぼさない。
【0022】二次側が過電流状態になると、図2に示す
ように、発振制御回路6の前述したような過電流保護機
能によって従来例の場合と同様に、出力電圧VO は低下
する。そしてこの出力電圧VO が、この例ではツェナダ
イオード26のツェナ電圧VZ 以下になると(図2中の
A点)、ツェナダイオード26がオフし、フォトカプラ
30がオフし、それによって保護回路32中のトランジ
スタ34のベース回路がグラウンドから切り離され、抵
抗36を介してトランジスタ34にベース電流が流れ、
トランジスタ34はオンする。
【0023】トランジスタ34がオンすると、それによ
ってスイッチングトランジスタ4のベース回路はグラウ
ンドに落とされるので、スイッチングトランジスタ4の
ベース電流がグラウンドにバイパスされ、スイッチング
トランジスタ4は強制的にオフされる。その結果、発振
が停止し、出力電圧VO および出力電流IO は共に0に
なる。
【0024】このように過電流状態になった場合、従来
例では短絡電流IS が流れ続けていたのに、この実施例
では速やかに発振が停止され、出力が0になる。従っ
て、二次側の整流ダイオード22の容量を特に大きくし
なくても、それの発熱による破壊、更には短絡電流が流
れ続けることによるその他の不具合を防止することがで
きる。
【0025】なお、以上は発振制御回路6が前述したよ
うな過電流保護機能を有している場合を例に説明した
が、この発振制御回路6とは別の回路に過電流保護機能
を持たせておいても良い。また、特に過電流保護機能を
この発振制御回路6や他の回路に持たせていなくても、
自励かつフライバック方式(即ちRCC方式)を用いて
いる限り、過電流状態になると出力電圧VO は、入力パ
ワーが制限されているからには低下するので、上記出力
電圧検出回路24および保護回路32によって過電流保
護を行うことができる。
【0026】また、図示例のスイッチング電源装置はフ
ライバック方式であるが、この発明はフォワード方式の
場合にも勿論適用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上記の
ような出力電圧検出回路と保護回路とを設けたので、過
電流状態に入った場合、速やかに発振を停止させること
ができる。従って、二次側の整流ダイオードの容量を特
に大きくしなくても、それの発熱による破壊、更には短
絡電流が流れ続けることによるその他の不具合を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るスイッチング電源装
置を示す回路図である。
【図2】図1のスイッチング電源装置の過電流保護特性
の一例を示す図である。
【図3】従来のスイッチング電源装置の一例を示す回路
図である。
【図4】図3のスイッチング電源装置の過電流保護特性
の一例を示す図である。
【符号の説明】
2 トランス 2a 一次巻線 2b 二次巻線 2c ベース巻線 4 スイッチングトランジスタ(スイッチング素子) 6 発振制御回路 22 整流ダイオード 24 出力電圧検出回路 32 保護回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次巻線、二次巻線およびベース巻線を
    有するトランスと、このトランスの一次巻線に直列接続
    されたスイッチング素子と、前記トランスの二次巻線に
    直列接続された整流ダイオードと、前記トランスのベー
    ス巻線からの出力を用いてスイッチング素子のスイッチ
    ングを制御する自励式の発振制御回路とを備えるスイッ
    チング電源装置において、二次側の出力回路に、出力電
    圧が定格出力電圧より低い所定電圧以下になったことを
    検出して検出信号を出力する出力電圧検出回路を設け、
    かつ一次側に、この出力電圧検出回路からの検出信号に
    応答して前記スイッチング素子のスイッチングを強制的
    に停止させる保護回路を設けたことを特徴とするスイッ
    チング電源装置。
JP26955892A 1992-09-11 1992-09-11 スイッチング電源装置 Pending JPH0698537A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100427591B1 (ko) * 2001-12-05 2004-04-28 주식회사 케이이씨 스타트업 회로의 발진 방지장치
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

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100427591B1 (ko) * 2001-12-05 2004-04-28 주식회사 케이이씨 스타트업 회로의 발진 방지장치
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