JPH073833Y2 - スイッチング電源装置の過電流保護回路 - Google Patents
スイッチング電源装置の過電流保護回路Info
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- JPH073833Y2 JPH073833Y2 JP18553883U JP18553883U JPH073833Y2 JP H073833 Y2 JPH073833 Y2 JP H073833Y2 JP 18553883 U JP18553883 U JP 18553883U JP 18553883 U JP18553883 U JP 18553883U JP H073833 Y2 JPH073833 Y2 JP H073833Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 この考案はスイッチング電源装置の過電流保護回路に関
するものである。
するものである。
スイッチング電源装置は第１図の構成図に示すごとく直
流入力電源１、主スイッチング素子２、主トランス３、
整流回路４、平滑回路５、変流器６、過電流保護回路
７、導通巾制御回路８、出力電圧検出回路９などから成
る。動作はよく知られている様に、出力電圧検出回路９
により出力電圧を検出し、導通巾制御回路８により、主
スイッチング素子２、例えばトランジスタの導通巾を制
御し主トランス３、整流回路４、平滑回路５を介して出
力端子に所望の安定化された直流電力を得るように構成
されている。又、主回路の電流は変流器６により検出さ
れ、過電流保護回路７の出力信号により導通巾制御回路
８を制御して主スイッチング素子２の導通巾を調整し、
出力電圧を下げて過電流保護動作を行う。しかし第１図
の構成図はスイッチング電源装置の一例にすぎず、周知
の如く種々の方式がある。本考案に特に関連するスイッ
チング電源装置としてはハーフブリッヂ形や周波数制御
形がある。又、スイッチング電源装置の各部分において
も例えば直流入力電源を交流電源と整流回路の組合せと
するなど種々の変形、追加、改良をなし得る。このよう
なスイッチング電源装置に用いられる過電流保護回路と
して従来第２図のごとき回路があった。第２図において
６は電流検出用変流器、R1は６のコア磁束のリセット用
抵抗、D1は整流ダイオード、C2は波形整形用コンデン
サ、DZ1、IC1はコンパレータ、C1はコンデンサ、R2、
R3、R4及びR5は抵抗、Vccは直流電圧源、Ｔは三角波入
力端子である。このような従来回路の動作を説明する
と、抵抗R2にはスイッチング電源装置の主回路の電流波
形に近い電圧波形が生じ、定電圧ダイオードDZ1のしき
い値を越えたときトランジスタQ1、抵抗R4を介してコン
デンサC1の充電電荷は放電し、又、トランジスタQ1のオ
フ時には直流電圧源Vccから抵抗R5を介してゆっくりコ
ンデンサC1は充電される。即ち、コンデンサC1は変流器
６により検出された電流値により変化し、かつ平均値化
される。この電位変化をコンパレータIC1の一方の入力
に与え、IC1の他方の入力端子Ｔに加えられた基準三角
波と比較して、IC1の出力信号によって主スイッチング
素子７の導通巾を制御する。しかして、第２図のごとき
過電流保護回路ではコンデンサC1の充電又は放電の時定
数分だけ制御の応答速度が遅れ、出力短絡時等過渡時に
於いて主スイッチング素子２に流れる電流が過大とな
り、設計上好ましくない。又、第２図のごとき従来回路
で過渡時の応答を早くする為に、C1の充放電の時定数を
小さくするため静電容量を小さくすると、コンデンサC1
のリップル電圧が増加し、１サイクル中複数の制御巾が
発生し、制御に乱調を起こす。
流入力電源１、主スイッチング素子２、主トランス３、
整流回路４、平滑回路５、変流器６、過電流保護回路
７、導通巾制御回路８、出力電圧検出回路９などから成
る。動作はよく知られている様に、出力電圧検出回路９
により出力電圧を検出し、導通巾制御回路８により、主
スイッチング素子２、例えばトランジスタの導通巾を制
御し主トランス３、整流回路４、平滑回路５を介して出
力端子に所望の安定化された直流電力を得るように構成
されている。又、主回路の電流は変流器６により検出さ
れ、過電流保護回路７の出力信号により導通巾制御回路
８を制御して主スイッチング素子２の導通巾を調整し、
出力電圧を下げて過電流保護動作を行う。しかし第１図
の構成図はスイッチング電源装置の一例にすぎず、周知
の如く種々の方式がある。本考案に特に関連するスイッ
チング電源装置としてはハーフブリッヂ形や周波数制御
形がある。又、スイッチング電源装置の各部分において
も例えば直流入力電源を交流電源と整流回路の組合せと
するなど種々の変形、追加、改良をなし得る。このよう
なスイッチング電源装置に用いられる過電流保護回路と
して従来第２図のごとき回路があった。第２図において
６は電流検出用変流器、R1は６のコア磁束のリセット用
抵抗、D1は整流ダイオード、C2は波形整形用コンデン
サ、DZ1、IC1はコンパレータ、C1はコンデンサ、R2、
R3、R4及びR5は抵抗、Vccは直流電圧源、Ｔは三角波入
力端子である。このような従来回路の動作を説明する
と、抵抗R2にはスイッチング電源装置の主回路の電流波
形に近い電圧波形が生じ、定電圧ダイオードDZ1のしき
い値を越えたときトランジスタQ1、抵抗R4を介してコン
デンサC1の充電電荷は放電し、又、トランジスタQ1のオ
フ時には直流電圧源Vccから抵抗R5を介してゆっくりコ
ンデンサC1は充電される。即ち、コンデンサC1は変流器
６により検出された電流値により変化し、かつ平均値化
される。この電位変化をコンパレータIC1の一方の入力
に与え、IC1の他方の入力端子Ｔに加えられた基準三角
波と比較して、IC1の出力信号によって主スイッチング
素子７の導通巾を制御する。しかして、第２図のごとき
過電流保護回路ではコンデンサC1の充電又は放電の時定
数分だけ制御の応答速度が遅れ、出力短絡時等過渡時に
於いて主スイッチング素子２に流れる電流が過大とな
り、設計上好ましくない。又、第２図のごとき従来回路
で過渡時の応答を早くする為に、C1の充放電の時定数を
小さくするため静電容量を小さくすると、コンデンサC1
のリップル電圧が増加し、１サイクル中複数の制御巾が
発生し、制御に乱調を起こす。
この様子を第６図（ａ）、（ｂ）により説明する。まず
第６図（ａ）の場合、コンデンサC1が大きい時はコンデ
ンサC1のリップル電圧（イ）は小さい。
第６図（ａ）の場合、コンデンサC1が大きい時はコンデ
ンサC1のリップル電圧（イ）は小さい。
従って基準三角波（ロ）とは１サイクル中１回しか交差
しないので、これによって作られた制御波形すなわちス
イッチング素子２の制御波形（ハ）は、１サイクル中１
回のON、OFFを規制的に繰り返す。
しないので、これによって作られた制御波形すなわちス
イッチング素子２の制御波形（ハ）は、１サイクル中１
回のON、OFFを規制的に繰り返す。
しかし負荷短絡時等過渡時に於いては、トランジスタQ1
が導通した後のコンデンサC1の放電が遅れ、コンデンサ
C1の電圧すなわちコンパレータIC1の制御入力端子の電
圧レベルの立下りが遅れ、制御巾を最小巾に制御するま
でに時間遅れを生じ、スイッチング素子２等を過電流破
壊するおそれが生ずる。一方第６図（ｂ）の場合、負荷
短絡時の応答を早くする為にコンデンサC1を小さくする
と、コンデンサC1のリップル電圧（イ）が大きくなり、
基準三角波（ロ）と１サイクル中に複数回交差し、制御
波形（ハ）は１サイクル中２回以上発生し、正常の制御
巾での動作から、負荷短絡による最少の制御巾までのし
ぼり込む時の、過渡時の制御に乱調を起こす。
が導通した後のコンデンサC1の放電が遅れ、コンデンサ
C1の電圧すなわちコンパレータIC1の制御入力端子の電
圧レベルの立下りが遅れ、制御巾を最小巾に制御するま
でに時間遅れを生じ、スイッチング素子２等を過電流破
壊するおそれが生ずる。一方第６図（ｂ）の場合、負荷
短絡時の応答を早くする為にコンデンサC1を小さくする
と、コンデンサC1のリップル電圧（イ）が大きくなり、
基準三角波（ロ）と１サイクル中に複数回交差し、制御
波形（ハ）は１サイクル中２回以上発生し、正常の制御
巾での動作から、負荷短絡による最少の制御巾までのし
ぼり込む時の、過渡時の制御に乱調を起こす。
本考案は前記の従来回路の欠点を解決し、負荷短絡等の
過渡時の応答速度を上げ、負荷の急激な短絡時でも主ス
イッチング素子２に流れる電流を適切に制限し、保護機
能を十分に発揮するスイッチング電源装置の過電流保護
回路の提供を目的とする。
過渡時の応答速度を上げ、負荷の急激な短絡時でも主ス
イッチング素子２に流れる電流を適切に制限し、保護機
能を十分に発揮するスイッチング電源装置の過電流保護
回路の提供を目的とする。
次に、図面を用いて本考案を詳述する。第３図に本考案
の実施例をしめす。第３図中において第２図と同一符号
は同一物である。R6及びC3は本考案の要部をなす抵抗及
びコンデンサである。第２図の動作と同様に、過電流に
なった時定電圧ダイオードDZ1による設定電位を越える
電流波形に対応する電圧値ではトランジスタQ1の導通に
より、コンデンサC1が放電し、その電位変化がコンパレ
タC1に与えられ、IC1の端子Ｔからの基準三角波と比較
され、IC1の出力によりスイッチング素子２の導通巾制
御を行う。ここで抵抗R6とコンデンサC3の直列回路をコ
ンデンサC1と並列接続しているので、負荷短絡等過度時
の応答時間を早くするためにC1の静電容量を小さくして
も、抵抗R6とコンデンサC3の時定数を適当に選べばC1の
リップル電圧は増加しない。従って過渡時に１サイクル
中制御巾が２回以上発生することも少なくなり、又出力
短絡時等過渡時の応答も早くなる。
の実施例をしめす。第３図中において第２図と同一符号
は同一物である。R6及びC3は本考案の要部をなす抵抗及
びコンデンサである。第２図の動作と同様に、過電流に
なった時定電圧ダイオードDZ1による設定電位を越える
電流波形に対応する電圧値ではトランジスタQ1の導通に
より、コンデンサC1が放電し、その電位変化がコンパレ
タC1に与えられ、IC1の端子Ｔからの基準三角波と比較
され、IC1の出力によりスイッチング素子２の導通巾制
御を行う。ここで抵抗R6とコンデンサC3の直列回路をコ
ンデンサC1と並列接続しているので、負荷短絡等過度時
の応答時間を早くするためにC1の静電容量を小さくして
も、抵抗R6とコンデンサC3の時定数を適当に選べばC1の
リップル電圧は増加しない。従って過渡時に１サイクル
中制御巾が２回以上発生することも少なくなり、又出力
短絡時等過渡時の応答も早くなる。
すなわち第６図（ｃ）に本考案の効果を呈する各部の波
形を示す。
形を示す。
第６図（ｃ）に於いてコンデンサC1の電圧（イ）は、放
電時に於いてはコンデンサC1は小さい為にコンデンサC3
の電圧（ニ）より早く立下がる。
電時に於いてはコンデンサC1は小さい為にコンデンサC3
の電圧（ニ）より早く立下がる。
一方充電に際しては、前の放電サイクルでコンデンサC3
が抵抗R6を通して放電した電位ＶまではコンデンサC1の
充電々圧（イ）は早く立上がるが、この点より後は抵抗
R5と抵抗R6及びコンデンサC3の充電時定数に依存され
て、コンデンサC1の電圧は（ホ）の様にゆるやかに立上
がる。一方従来と同様の基準三角波（ロ）がコンパレー
タIC1の端子Ｔに比較入力されるので、結果的にコンデ
ンサC1電圧（イ）と基準三角波（ロ）は１サイクル中複
数回交差する確率が少なくなる。図では１サイクル中一
回しか交差しない状態を示し、従って制御波形は第６図
（ｃ）の様に負荷短絡等過渡時に於いて１サイクル中１
回の制御中となり、負荷短絡時の最少の制御巾に落着
く。又、出力短絡等過渡時の経過時間については、抵抗
R6によりコンデンサC3の電圧は急激に変化しない為、コ
ンデンサC1の電圧は素早く立下り、急速に制御巾を最少
にしぼり込むのでスイッチング素子２に流れる過大な電
流を応答遅れを生ずることなく押さえることが出来る。
が抵抗R6を通して放電した電位ＶまではコンデンサC1の
充電々圧（イ）は早く立上がるが、この点より後は抵抗
R5と抵抗R6及びコンデンサC3の充電時定数に依存され
て、コンデンサC1の電圧は（ホ）の様にゆるやかに立上
がる。一方従来と同様の基準三角波（ロ）がコンパレー
タIC1の端子Ｔに比較入力されるので、結果的にコンデ
ンサC1電圧（イ）と基準三角波（ロ）は１サイクル中複
数回交差する確率が少なくなる。図では１サイクル中一
回しか交差しない状態を示し、従って制御波形は第６図
（ｃ）の様に負荷短絡等過渡時に於いて１サイクル中１
回の制御中となり、負荷短絡時の最少の制御巾に落着
く。又、出力短絡等過渡時の経過時間については、抵抗
R6によりコンデンサC3の電圧は急激に変化しない為、コ
ンデンサC1の電圧は素早く立下り、急速に制御巾を最少
にしぼり込むのでスイッチング素子２に流れる過大な電
流を応答遅れを生ずることなく押さえることが出来る。
第４図及び第５図は本考案の他の実施例をしめすもの
で、第２図及び第３図と同一符号は同一物をあらわす。
又、R7、R8は抵抗、Q2はトランジスタをあらわす。な
お、本考案において変流器６の代わりに抵抗を用いた
り、接続場所を主トランスの２次側にすることもでき
る。その他、本考案の範囲内で種々の変形、追加、改良
が可能である。
で、第２図及び第３図と同一符号は同一物をあらわす。
又、R7、R8は抵抗、Q2はトランジスタをあらわす。な
お、本考案において変流器６の代わりに抵抗を用いた
り、接続場所を主トランスの２次側にすることもでき
る。その他、本考案の範囲内で種々の変形、追加、改良
が可能である。
本考案はコンデンサの充放電による電位変化を利用した
スイッチング電源装置の過電流保護回路において応答速
度の速い過電流保護が可能となる。特に周波数制御され
るスイッチング電源又はハーフブリッヂ型スイッチング
電源などのように電流波形のピーク値を検出してただち
に主スイッチング素子をオフすることができない方式に
適している。又、応答性を上げうることにより主スイッ
チ素子の電流定格値の小なるものの選択が可能であるな
ど、多大の実用的効果がある。
スイッチング電源装置の過電流保護回路において応答速
度の速い過電流保護が可能となる。特に周波数制御され
るスイッチング電源又はハーフブリッヂ型スイッチング
電源などのように電流波形のピーク値を検出してただち
に主スイッチング素子をオフすることができない方式に
適している。又、応答性を上げうることにより主スイッ
チ素子の電流定格値の小なるものの選択が可能であるな
ど、多大の実用的効果がある。
第１図はスイッチング電源装置を例示する構成図、第２
図は従来の過電流保護回路、第３図、第４図、第５図は
本考案の実施例過電流保護回路図、第６図は各部の電圧
波形図である。図において１は直流入力電源、２は主ス
イッチング素子、３は主トランス、４は整流回路、５は
平滑回路、６は変流器、７は過電流保護回路、８は導通
巾制御回路、９は出力電圧検出回路、D1は整流ダイオー
ド、DZ1は定電圧ダイオード、Q1、Q2はトランジスタ、I
C1はコンパレータ、C1、C2、C3はコンデンサ、R1、R2、
R3、R4、R5、R6、R7は抵抗、Vccは直流電圧源、Ｔは三
角波入力端子、（イ）はC1の電圧波形、（ロ）は基準三
角波の電圧波形、（ハ）はスイッチング素子２の制御波
形、（ニ）はC3の電圧波形、（ホ）は本考案に於けるコ
ンデンサC1の充電時の波形である。
図は従来の過電流保護回路、第３図、第４図、第５図は
本考案の実施例過電流保護回路図、第６図は各部の電圧
波形図である。図において１は直流入力電源、２は主ス
イッチング素子、３は主トランス、４は整流回路、５は
平滑回路、６は変流器、７は過電流保護回路、８は導通
巾制御回路、９は出力電圧検出回路、D1は整流ダイオー
ド、DZ1は定電圧ダイオード、Q1、Q2はトランジスタ、I
C1はコンパレータ、C1、C2、C3はコンデンサ、R1、R2、
R3、R4、R5、R6、R7は抵抗、Vccは直流電圧源、Ｔは三
角波入力端子、（イ）はC1の電圧波形、（ロ）は基準三
角波の電圧波形、（ハ）はスイッチング素子２の制御波
形、（ニ）はC3の電圧波形、（ホ）は本考案に於けるコ
ンデンサC1の充電時の波形である。
Claims (1)
- 【請求項１】直流入力を主スイッチング素子によりオン
オフし、かつ、導通巾制御して主トランスから出力を得
るようにしたスイッチング電源装置の前記主スイッチン
グ素子又は主トランスを流れる電流を検出し、その検出
出力が設定値を越えたとき充電又は放電する第１のコン
デンサと、前記第１のコンデンサの電位を一方の入力と
し、基準三角波の電位を他方の入力とするコンパレータ
を備え、過電流時に前記主スイッチング素子の導通巾を
制限するごとく、前記コンパレータの出力信号を導電巾
制御回路に送出するようにしたスイッチング電源装置の
過電流保護回路において、該第１のコンデンサと並列に
第２のコンデンサ及び抵抗の直列回路を接続したことを
特徴とするスイッチング電源装置の過電流保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18553883U JPH073833Y2 (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | スイッチング電源装置の過電流保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18553883U JPH073833Y2 (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | スイッチング電源装置の過電流保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093493U JPS6093493U (ja) | 1985-06-26 |
| JPH073833Y2 true JPH073833Y2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=30400996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18553883U Expired - Lifetime JPH073833Y2 (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | スイッチング電源装置の過電流保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073833Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312203A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 過電流制御装置 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP18553883U patent/JPH073833Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6093493U (ja) | 1985-06-26 |
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