JPH076711Y2 - 磁気制御型スイッチングレギュレータの過電流保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、可飽和リアクトルを使用して出力電圧を制御
するスイッチング電源、すなわち磁気制御型スイッチン
グレギュレータに係り、とくにその過電流保護回路の構
成に関する。

（従来の技術及び考案が解決しようとする課題） 一般に、磁気制御型スイッチングレギュレータは、多出
力電源に適し、それぞれの出力が安定に制御できるた
め、高精度の出力電圧を要求される用途の電源に用いら
れている。

さて、従来の可飽和リアクトルを用いた磁気制御型スイ
ッチングレギュレータにおいては、過電流保護回路を設
けることが困難であり、一般には検知抵抗と増幅器で出
力電流を検出し、メイントランスの１次側の発振回路の
デューティーを制御するという方式で行なわれるが、こ
の種の方式は、前記増幅器への電力供給を、制御される
出力電圧とは独立した補助電源から行う必要があり、構
成が複雑化し、コスト高となってしまう。

本考案は、簡単な回路構成で、安価に実現できる磁気制
御型スイッチングレギュレータの過電流保護回路を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案は、１次側に方形波
入力を受けるメイントランスの２次側に、可飽和リアク
トルを介して整流平滑回路を接続した磁気制御型スイッ
チングレギュレータにおいて、前記可飽和リアクトル又
は前記整流平滑回路のフライホイールダイオードに直列
に変流器の１次側を挿入し、該変流器の２次側の誘起電
圧を整流した電圧を、第１のトランジスタのベース、エ
ミッタ間に印加し、該第１のトランジスタのベース、エ
ミッタ間電圧を所定の値に調整するために該ベース、エ
ミッタ間に抵抗を介して第２のトランジスタを接続し、
前記整流平滑回路の出力電圧が正常の範囲内では該第２
のトランジスタが導通状態を維持しかつ前記出力電圧が
異常に低下したときに非導通状態となる如く当該第２の
トランジスタのベース、エミッタを所定の抵抗回路を介
して前記整流平滑回路出力両端に接続し、前記整流平滑
回路の出力側と前記可飽和リアクトルの出力側端部との
間に前記第１のトランジスタ及びリセット用ダイオード
の直列回路を接続し、前記変流器による過電流検出時に
前記第１のトランジスタを導通状態として前記可飽和リ
アクトルにリセット電流を流す。

（作用） 本考案の磁気制御型スイッチングレギュレータの過電流
保護回路においては、出力電流が過大となると第１のト
ランジスタのベース、エミッタ間に印加された変流器２
次側の整流電圧が出力電流に比例して大きくなり第１の
トランジスタのベース、エミッタ間の閾値電圧を越えた
時に、第１のトランジスタを導通状態に変えてリセット
用ダイオードを通して可飽和リアクトルにリセット電流
を流すことができ、この動作と合わせて、出力電圧の異
常な低下を第２のトランジスタで検出して第２のトラン
ジスタは非導通に変わる。一旦、第２のトランジスタが
非導通となると、変流器２次側のインピーダンスが高く
なり低い電流値で第１のトランジスタを作動させ出力電
圧−出力電流がフの字特性を示すことになる。従って、
短絡時における短絡電流が大幅に小さく押さえられメイ
ントランス１次側のメイン回路の損失を低く保てるため
メイン回路のスイッチング素子の過電流における破壊、
劣化の問題点が皆無となる。

従って、本考案によって独立した電源を用いない簡単な
回路構成で磁気制御型スイッチングレギュレータの過電
流保護ができる。

（実施例） 以下、本考案に係る磁気制御型スイッチングレギュレー
タの過電流保護回路の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本考案の第１実施例の回路構成を示す。この図
において、PTはメイントランスであり、図示は省略した
がこのメイントランスPTの１次巻線にはデューティー比
が約50％の方形波電圧が供給されている。メイントラン
スPTの２次巻線には、ダイオードD3,D4、チョークコイ
ルCHからなる整流平滑回路が、可飽和リアクトルMA及び
変流器CT1の１次巻線の直列回路を介して接続されてい
る。

この第１図の可飽和リアクトルMA、整流平滑回路、リセ
ット用ダイオードD5及び制御部１を含む回路部分はいわ
ゆるレーミー回路により出力電圧制御を行うもので、出
力端子P,N間の出力電圧を制御部１で検出し、出力電圧
が設定値を上回ったときに該制御部１よりダイオードD5
を介して可飽和リアクトルMAに所要の大きさのリセット
電流を２次側電圧V_sの負の半サイクルにおいて流し、２
次側電圧V_sの正の半サイクルにおける可飽和リアクトル
MAの導通期間を短くするようにしている。

過電流保護回路２は、変流器CT1、第１のトランジスタQ
1及び第２のトランジスタQ2、ダイオードD1,D2、抵抗R1
乃至R3、及びコンデンサC1とからなっている。ここで、
ダイオードD2は、整流平滑回路の出力側によりトランジ
スタQ1を介して前記可飽和リアクトルMAにリセット電流
を流すためのリセット用ダイオードである。また、抵抗
R1,R2の値は、出力端子P,N間の出力電圧が正常の範囲内
ではトランジスタQ2が導通状態を維持し、出力電圧が異
常に低下したときにトランジスタQ2が非導通状態となる
ように設定しておく。変流器CT1の巻線比及び抵抗R1,R3
の値は、正常の出力電流I_oの範囲内ではトランジスタQ1
が非導通を維持し、出力電流I_oが異常に増加したときに
導通に変わるような値に設定する。なお、メイントラン
スPTはリセット電流を供給するのに充分な励磁電流を保
有するものである。

以上の第１実施例の構成において、磁気制御型スイッチ
ングレギュレータの正常運転時は、第２のトランジスタ
Q2がオンで変流器CT1の２次側回路は低インピーダンス
の状態のため、変流器CT1の２次側誘起電圧は小さく、
従ってダイオードD1でその誘起電圧を整流した電圧も低
い。そのため、第１のトランジスタQ1が非導通を維持し
ている。

出力電流I_oが限界を越えて増加した過電流状態になる
と、変流器CT1の２次側誘起電圧が相当増大し、ダイオ
ードD1で整流されて抵抗R3の両端に加わる電圧も相当大
きくなって第１のトランジスタQ1のベース、エミッタ間
のしきい値を上回り、トランジスタQ1は導通に変わり、
コンデンサC1が充電され、このコンデンサC1に充電され
た電荷によってリセット用ダイオードD2を通して可飽和
リアクトルMAにリセット電流が次の２次側電圧V_sの負の
半サイクルにおいて流れることになる。この結果、可飽
和リアクトルMAの導通期間は大幅に短縮される。その
際、出力端子P,N間の出力電圧は低下するが、もし出力
負荷がさらに増大するとそれに伴って出力電圧も異常に
低下し、ついには第２のトランジスタQ2が非導通に変わ
る。このことは、変流器CT1の２次側整流出力を分流し
ていた素子がオフとなったことを意味し、今までよりも
少ない出力電流の値でも抵抗R3の両端の電圧が第１のト
ランジスタQ1のベース、エミッタ間のしきい値電圧を上
回るようになり、低出力状態においても第２のトランジ
スタQ2の非導通、第１のトランジスタQ1の導通状態を維
持し、つまり出力電圧−出力電流の関係はフの字特性を
持つ。

第２図は本考案の第２実施例を示す。この場合、過電流
保護回路2Aは、変流器CT2、第１のトランジスタQ3及び
第２のトランジスタQ4、ダイオードD1,D2及び抵抗R4乃
至R6とからなっており、変流器CT2の１次巻線は整流平
滑回路に含まれるフライホイールダイオードD4に対して
直列に挿入されている。ここで、抵抗R4,R5の値は、出
力端子P,N間の出力電圧が正常の範囲内ではトランジス
タQ4が導通状態を維持し、出力電圧が異常に低下したと
きにトランジスタQ4が非導通状態となるように設定して
おく。また、変流器CT2の巻線比及び抵抗R6の値は、正
常の出力電流I_oの範囲内ではトランジスタQ3が非導通を
維持し、出力電流I_oが異常に増加したときに導通に変わ
るような値に設定する。

なお、この場合、第１のトランジスタQ3が導通するタイ
ミングと２次側電圧V_sの負の半サイクルとは一致してい
るから、第１図におけるコンデンサC1に相当する部品は
不要である。

この第２実施例の動作は、前述の第１実施例の場合と実
質的に同じである。

第３図は本考案の第３実施例を示す。この場合、第１図
の抵抗R1が第２のトランジスタQ2のコレクタ側に挿入さ
れている。その他の構成は第１図と同じである。

第４図は本考案の第４実施例を示す。この場合、第２図
の抵抗R4が第２のトランジスタQ4のコレクタ側に挿入さ
れている。その他の構成は第２図と同じである。

なお、上記各実施例では、メイントランスPTの２次側を
半波整流する場合を例示したが、両波整流する場合等に
おいても本考案は適用可能である。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案の磁気制御型スイッチング
レギュレータの過電流保護回路によれば、独立電源を使
用しない簡単で安価な回路構成により、過電流保護動作
を確実に実行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る磁気制御型スイッチングレギュレ
ータの過電流保護回路の第１実施例を示す回路図、第２
図は本考案の第２実施例を示す回路図、第３図は本考案
の第３実施例を示す回路図、第４図は本考案の第４実施
例を示す回路図である。 １……制御部、MA……可飽和リアクトル、CT1,CT2……
変流器、Q1乃至Q4……トランジスタ、R1乃至R6……抵
抗、D1乃至D5……ダイオード、C1……コンデンサ、CH…
…チョークコイル、PT……メイントランス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】１次側に方形波入力を受けるメイントラン
   スの２次側に、可飽和リアクトルを介して整流平滑回路
   を接続した磁気制御型スイッチングレギュレータにおい
   て、前記可飽和リアクトル又は前記整流平滑回路のフラ
   イホイールダイオードに直列に変流器の１次側を挿入
   し、該変流器の２次側の誘起電圧を整流した電圧を、第
   １のトランジスタのベース、エミッタ間に印加し、該第
   １のトランジスタのベース、エミッタ間電圧を所定の値
   に調整するために該ベース、エミッタ間に抵抗を介して
   第２のトランジスタを接続し、前記整流平滑回路の出力
   電圧が正常の範囲内では該第２のトランジスタが導通状
   態を維持しかつ前記出力電圧が異常に低下したときに非
   導通状態となる如く当該第２のトランジスタのベース、
   エミッタを所定の抵抗回路を介して前記整流平滑回路出
   力両端に接続し、前記整流平滑回路の出力側と前記可飽
   和リアクトルの出力側端部との間に前記第１のトランジ
   スタ及びリセット用ダイオードの直列回路を接続し、前
   記変流器による過電流検出時に前記第１のトランジスタ
   を導通状態として前記可飽和リアクトルにリセット電流
   を流すことを特徴とする磁気制御型スイッチングレギュ
   レータの過電流保護回路。