JPH09103072A - スイッチモード電源のスタートアップ保護回路 - Google Patents
スイッチモード電源のスタートアップ保護回路Info
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- JPH09103072A JPH09103072A JP8102893A JP10289396A JPH09103072A JP H09103072 A JPH09103072 A JP H09103072A JP 8102893 A JP8102893 A JP 8102893A JP 10289396 A JP10289396 A JP 10289396A JP H09103072 A JPH09103072 A JP H09103072A
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
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- H—ELECTRICITY
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
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- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0812—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/08126—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transitor switches
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、スタート段階のフライバックモー
ド中の低い出力電圧に起因した出力トランジスタを破壊
する電流増加を回避するため、出力トランジスタの蓄積
時間が短縮されたスイッチモード電源の提供を目的とす
る。 【解決手段】 スイッチモード電源の出力トランジスタ
のベースとエミッタの間に、好ましくは直列接続された
抵抗とダイオードからなる手段が設けられる。これによ
り、スタートアップ中にキャパシタに蓄積された電荷は
保持され、キャパシタの放電が減少する。スタート段階
で負のバイアスキャパシタの充電が十分であるため出力
トランジスタのベースはスイッチオフの際に十分にバイ
アスされ、出力トランジスタはコレクタ電圧が臨界値を
超えても安全に動作する。
ド中の低い出力電圧に起因した出力トランジスタを破壊
する電流増加を回避するため、出力トランジスタの蓄積
時間が短縮されたスイッチモード電源の提供を目的とす
る。 【解決手段】 スイッチモード電源の出力トランジスタ
のベースとエミッタの間に、好ましくは直列接続された
抵抗とダイオードからなる手段が設けられる。これによ
り、スタートアップ中にキャパシタに蓄積された電荷は
保持され、キャパシタの放電が減少する。スタート段階
で負のバイアスキャパシタの充電が十分であるため出力
トランジスタのベースはスイッチオフの際に十分にバイ
アスされ、出力トランジスタはコレクタ電圧が臨界値を
超えても安全に動作する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスイッチモード電源
（ＳＭＰＳ）の保護回路に関する。
（ＳＭＰＳ）の保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気又は電子装置に所定の電圧を供給す
るためスイッチモード電源を使用することは、一般的に
周知である。上記電源には、一般的にトランジスタによ
って実現され、２次巻線が電気装置のための所望の電圧
を発生する変圧器の１次巻線に接続されたスイッチが含
まれている。
るためスイッチモード電源を使用することは、一般的に
周知である。上記電源には、一般的にトランジスタによ
って実現され、２次巻線が電気装置のための所望の電圧
を発生する変圧器の１次巻線に接続されたスイッチが含
まれている。
【０００３】スイッチモード電源のスタートアップの段
階において、例えば、電気装置の主スイッチがスイッチ
オンされた直後に、スイッチモード電源の出力電圧は低
下する可能性があるので、２次巻線に得られる電流は、
時間内に完全には放電されない。そのため、２次巻線の
残りの電流は、１次巻線内の電流が増加するような影響
を１次巻線に与える。かかる電流の増加は、電流が制限
されていない場合、結果的にスイッチングトランジスタ
を破壊する。
階において、例えば、電気装置の主スイッチがスイッチ
オンされた直後に、スイッチモード電源の出力電圧は低
下する可能性があるので、２次巻線に得られる電流は、
時間内に完全には放電されない。そのため、２次巻線の
残りの電流は、１次巻線内の電流が増加するような影響
を１次巻線に与える。かかる電流の増加は、電流が制限
されていない場合、結果的にスイッチングトランジスタ
を破壊する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、スイッチモード電源のスイッチングトランジスタを
変圧器の１次巻線の誘導電流から保護する回路を提供す
ることである。
は、スイッチモード電源のスイッチングトランジスタを
変圧器の１次巻線の誘導電流から保護する回路を提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、ス
イッチモード電源の通常動作の前の時間中にキャパシタ
を充電する電流供給手段と、該スイッチモード電源の出
力トランジスタのベースとエミッタの間に設けられ、該
キャパシタの放電を短縮する手段とからなることを特徴
とする請求項１に記載のスイッチモード電源の保護回路
によって達成される。
イッチモード電源の通常動作の前の時間中にキャパシタ
を充電する電流供給手段と、該スイッチモード電源の出
力トランジスタのベースとエミッタの間に設けられ、該
キャパシタの放電を短縮する手段とからなることを特徴
とする請求項１に記載のスイッチモード電源の保護回路
によって達成される。
【０００６】本発明の保護回路の有利な実施例は従属項
に記載されている。本発明の基本的な考えは、スイッチ
モード電源のスイッチングトランジスタは、トランジス
タの蓄積時間を短縮することによって、誘導電流から保
護される点である。トランジスタの蓄積時間が短縮され
たとき、電流増加現象は低減される。
に記載されている。本発明の基本的な考えは、スイッチ
モード電源のスイッチングトランジスタは、トランジス
タの蓄積時間を短縮することによって、誘導電流から保
護される点である。トランジスタの蓄積時間が短縮され
たとき、電流増加現象は低減される。
【０００７】本発明によれば、スイッチングトランジス
タのエミッタとベースの間にトランジスタの蓄積時間を
短縮する手段が設けられている。好ましい実施例によれ
ば、上記手段は、抵抗及びダイオードとして実現され
る。かかる実施例は実現が容易である利点がある。ショ
ットキーダイードを使用することには、かかるダイオー
ドが低い順方向電圧のダイードであるという利点があ
る。
タのエミッタとベースの間にトランジスタの蓄積時間を
短縮する手段が設けられている。好ましい実施例によれ
ば、上記手段は、抵抗及びダイオードとして実現され
る。かかる実施例は実現が容易である利点がある。ショ
ットキーダイードを使用することには、かかるダイオー
ドが低い順方向電圧のダイードであるという利点があ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施例により本発明の他の詳細及び利点を説明する。
図１には、本発明の好ましい一実施例の保護回路が示さ
れている。以下の説明では、使用された手段の好ましい
値及びタイプを括弧付きで示す。しかし、本発明は、以
下の使用された手段のタイプには限定されないことに注
意が必要である。
の実施例により本発明の他の詳細及び利点を説明する。
図１には、本発明の好ましい一実施例の保護回路が示さ
れている。以下の説明では、使用された手段の好ましい
値及びタイプを括弧付きで示す。しかし、本発明は、以
下の使用された手段のタイプには限定されないことに注
意が必要である。
【０００９】第１の制御トランジスタ１０は、エミッタ
が第２の制御トランジスタ１１のベースに接続されてい
る。上記トランジスタは、集積回路１２（ＴＥＡ２２６
１）の一部分でも構わない。トランジスタ１０、１１の
共通の接続は、第１の抵抗１３（３９Ω）の第１の端子
に接続され、第１の抵抗の第２の端子は、ツェナーダイ
オード１４（２．７Ｖ，１．３Ｗ）のカソードに接続さ
れている。インダクタンス１５（２．７μＨ）の第１の
端子は、抵抗１３の第１の端子に接続され、インダクタ
ンス１５の第２の端子は、抵抗１３の第２の端子に接続
されている。更に、部品１３、１５の第２の端子は、キ
ャパシタ１６（４７０μＦ）の第１の端子に接続されて
いる。キャパシタ１６の第２の端子と、ダイオード１４
のアノードは、トランジスタ１７（Ｓ２０００ＡＦ）の
ベース及び第２のダイオード１８（ＢＡＴ８５）のアノ
ードに接続されている。ダイオード１８のカソードは、
第２の抵抗１９（４７Ω）の第１の端子に接続され、第
２の抵抗１９の第２の端子は、トランジスタ１７のエミ
ッタ及び第３の抵抗２０（０．１５Ω；２Ｗ）に接続さ
れ、第３の抵抗２０は接地されている。トランジスタ１
７のコレクタは、変圧器２１の１次巻線と接続されてい
る。１次巻線の第２の端子は、主電源から直接整流され
た直流電圧Ｂ＋に接続されている。
が第２の制御トランジスタ１１のベースに接続されてい
る。上記トランジスタは、集積回路１２（ＴＥＡ２２６
１）の一部分でも構わない。トランジスタ１０、１１の
共通の接続は、第１の抵抗１３（３９Ω）の第１の端子
に接続され、第１の抵抗の第２の端子は、ツェナーダイ
オード１４（２．７Ｖ，１．３Ｗ）のカソードに接続さ
れている。インダクタンス１５（２．７μＨ）の第１の
端子は、抵抗１３の第１の端子に接続され、インダクタ
ンス１５の第２の端子は、抵抗１３の第２の端子に接続
されている。更に、部品１３、１５の第２の端子は、キ
ャパシタ１６（４７０μＦ）の第１の端子に接続されて
いる。キャパシタ１６の第２の端子と、ダイオード１４
のアノードは、トランジスタ１７（Ｓ２０００ＡＦ）の
ベース及び第２のダイオード１８（ＢＡＴ８５）のアノ
ードに接続されている。ダイオード１８のカソードは、
第２の抵抗１９（４７Ω）の第１の端子に接続され、第
２の抵抗１９の第２の端子は、トランジスタ１７のエミ
ッタ及び第３の抵抗２０（０．１５Ω；２Ｗ）に接続さ
れ、第３の抵抗２０は接地されている。トランジスタ１
７のコレクタは、変圧器２１の１次巻線と接続されてい
る。１次巻線の第２の端子は、主電源から直接整流され
た直流電圧Ｂ＋に接続されている。
【００１０】変圧器２１の２次巻線は、図示されていな
い更なる段に給電するための整流器２２とキャパシタ２
３のような周知の手段に接続されている。ブロック２４
には、ある種の動作モード中に直流電流（ＤＣ）電圧を
供給する別の段が示されている。以下、スイッチモード
電源の一部分である図１の実施例の機能を説明する。
い更なる段に給電するための整流器２２とキャパシタ２
３のような周知の手段に接続されている。ブロック２４
には、ある種の動作モード中に直流電流（ＤＣ）電圧を
供給する別の段が示されている。以下、スイッチモード
電源の一部分である図１の実施例の機能を説明する。
【００１１】キャパシタ１６の両端の電圧は、トランジ
スタ１７の蓄積時間を定める。即ち、キャパシタ１６の
両端の電圧が高くなるにつれて、蓄積時間は短くなるこ
とを意味する。キャパシタ１６の両端の電圧は、トラン
ジスタ１７のベースがエミッタに直接接続された条件下
で、最大でＶｃｅｓのコレクタ／エミッタ降伏電圧をト
ランジスタ１７に発生させることを保証するため負の電
圧を供給する。これは、スイッチモード電源が動作して
いるとき、スイッチングオフの推移の間に有効である。
ここで、スイッチモード電源が動作しているとは、図示
しないスイッチモード電源の変圧器の１次巻線上にエネ
ルギーを蓄積するため、トランジスタがスイッチオン及
びスイッチオフするスイッチとして作動する場合を意味
する。
スタ１７の蓄積時間を定める。即ち、キャパシタ１６の
両端の電圧が高くなるにつれて、蓄積時間は短くなるこ
とを意味する。キャパシタ１６の両端の電圧は、トラン
ジスタ１７のベースがエミッタに直接接続された条件下
で、最大でＶｃｅｓのコレクタ／エミッタ降伏電圧をト
ランジスタ１７に発生させることを保証するため負の電
圧を供給する。これは、スイッチモード電源が動作して
いるとき、スイッチングオフの推移の間に有効である。
ここで、スイッチモード電源が動作しているとは、図示
しないスイッチモード電源の変圧器の１次巻線上にエネ
ルギーを蓄積するため、トランジスタがスイッチオン及
びスイッチオフするスイッチとして作動する場合を意味
する。
【００１２】制御トランジスタ１０、１１が第１の駆動
パルスを発生し始める前に、キャパシタ１６は、上記の
手段２４によって充電される。キャパシタ１６を充電す
るための電流経路は： 手段２４−インダクタンス１５−キャパシタ１６−ダイ
ード１８−抵抗１９−抵抗２０−接地 によって表わされる。
パルスを発生し始める前に、キャパシタ１６は、上記の
手段２４によって充電される。キャパシタ１６を充電す
るための電流経路は： 手段２４−インダクタンス１５−キャパシタ１６−ダイ
ード１８−抵抗１９−抵抗２０−接地 によって表わされる。
【００１３】ダイオード１８は、抵抗１９と直列に挿入
され、キャパシタ１６の電荷が放電なく保持されること
を保証する。従って、最初の僅かの駆動パルスの間で、
ターンオン時間は最小限に抑えられることを保証し得
る。好ましい実施例において、ＴＥＡ２２６１形の集積
回路１２を使用することにより、スタートアップ動作に
三つの段階が存在する。
され、キャパシタ１６の電荷が放電なく保持されること
を保証する。従って、最初の僅かの駆動パルスの間で、
ターンオン時間は最小限に抑えられることを保証し得
る。好ましい実施例において、ＴＥＡ２２６１形の集積
回路１２を使用することにより、スタートアップ動作に
三つの段階が存在する。
【００１４】段階１において、制御トランジスタ１０、
１１は、完全にスイッチオフされている。即ち、屡々、
シンクトランジスタと呼ばれるトランジスタ１１は、オ
フ状態である。このため、手段２４によって供給された
電流は、キャパシタ１６を充電することが可能である。
段階１の後の段階２において、トランジスタ１１はスイ
ッチオンされる。段階２の間に、発振器のようなスイッ
チモード電源の他の手段（図示しない）がスイッチオン
されることに注意する必要がある。キャパシタ１６への
充電電流は止められる。ダイオード１８が存在するた
め、抵抗１９を通るキャパシタ１６の放電は、低減さ
れ、或いは、場合によっては殆ど回避される。ダイオー
ド１８がない場合には、キャパシタ１６のより多量の放
電が生じるので、手段２４によって整えられた先行充電
の効率は悪くなる。
１１は、完全にスイッチオフされている。即ち、屡々、
シンクトランジスタと呼ばれるトランジスタ１１は、オ
フ状態である。このため、手段２４によって供給された
電流は、キャパシタ１６を充電することが可能である。
段階１の後の段階２において、トランジスタ１１はスイ
ッチオンされる。段階２の間に、発振器のようなスイッ
チモード電源の他の手段（図示しない）がスイッチオン
されることに注意する必要がある。キャパシタ１６への
充電電流は止められる。ダイオード１８が存在するた
め、抵抗１９を通るキャパシタ１６の放電は、低減さ
れ、或いは、場合によっては殆ど回避される。ダイオー
ド１８がない場合には、キャパシタ１６のより多量の放
電が生じるので、手段２４によって整えられた先行充電
の効率は悪くなる。
【００１５】段階３において、集積回路１２はソフトス
タート駆動を開始する。この時間中、トランジスタ１７
のベースを同時に駆動する電流によってキャパシタ１６
を充電することができる。しかし、ターンオン時間は非
常に短いので、キャパシタ１６が手段２４による先行充
電が無い場合、キャパシタ１６を充電するため数百サイ
クルの駆動パルスが必要とされる。
タート駆動を開始する。この時間中、トランジスタ１７
のベースを同時に駆動する電流によってキャパシタ１６
を充電することができる。しかし、ターンオン時間は非
常に短いので、キャパシタ１６が手段２４による先行充
電が無い場合、キャパシタ１６を充電するため数百サイ
クルの駆動パルスが必要とされる。
【００１６】段階３の最初に先行充電がない場合、トラ
ンジスタ１７は、最初の数サイクル中の電流上昇現象に
よって破壊される可能性がある。しかし、ダイオード１
８の存在によって、段階１及び２の間で放電は最小限に
抑えられ、或いは、殆ど回避することさえ可能であるの
で、キャパシタ１６の十分な充電が行われ、これは、ト
ランジスタ１７の蓄積時間が臨界値を下回ることを意味
する。
ンジスタ１７は、最初の数サイクル中の電流上昇現象に
よって破壊される可能性がある。しかし、ダイオード１
８の存在によって、段階１及び２の間で放電は最小限に
抑えられ、或いは、殆ど回避することさえ可能であるの
で、キャパシタ１６の十分な充電が行われ、これは、ト
ランジスタ１７の蓄積時間が臨界値を下回ることを意味
する。
【００１７】上記本発明の好ましい実施例において、シ
ョットキーダイオード（ＢＡＴ８５）が使用されている
ことに注意が必要である。かかるダイオードによれば、
低い順方向電圧が得られる利点がある。従って、トラン
ジスタ１７が充電段階１の間にターンオンされるのを防
止することが可能である。
ョットキーダイオード（ＢＡＴ８５）が使用されている
ことに注意が必要である。かかるダイオードによれば、
低い順方向電圧が得られる利点がある。従って、トラン
ジスタ１７が充電段階１の間にターンオンされるのを防
止することが可能である。
【図１】本発明の実施例の保護回路の構成図である。
１０ 第１の制御トランジスタ １１ 第２の制御トランジスタ １２ 集積回路 １３，１９，２０ 抵抗 １４ ツェナーダイオード １５ インダクタンス １６，２３ キャパシタ １７ トランジスタ １８ 第２のダイオード ２１ 変圧器 ２２ 整流器 ２４ 直流電流電圧供給段
Claims (3)
- 【請求項１】 − スイッチモード電源の通常動作の前
の時間中にキャパシタを充電する電流供給手段と、 − 該スイッチモード電源の出力トランジスタのベース
とエミッタの間に設けられた該キャパシタの放電を短縮
する手段とからなることを特徴とするスイッチモード電
源の保護回路。 - 【請求項２】 該手段は直列接続されたダイオードと抵
抗とからなることを特徴とする請求項１記載の保護回
路。 - 【請求項３】 該ダイオードは、ショットキー形ダイオ
ードであることを特徴とする請求項２記載の保護回路。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SG9500370-3 | 1995-04-29 | ||
| SG9500370 | 1995-04-29 | ||
| US08/622,983 US5712775A (en) | 1995-04-29 | 1996-03-27 | Startup protecting for a switch mode power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103072A true JPH09103072A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3634062B2 JP3634062B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=26664660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10289396A Expired - Fee Related JP3634062B2 (ja) | 1995-04-29 | 1996-04-24 | スイッチモード電源のスタートアップ保護回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5712775A (ja) |
| EP (1) | EP0740384B1 (ja) |
| JP (1) | JP3634062B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19743632B4 (de) * | 1997-10-02 | 2006-02-16 | Alcatel | Verfahren zur Ermittlung vorgeschädigter Leistungshalbleiterschalter in Stromrichterschaltungen |
| US7157943B2 (en) * | 2003-12-30 | 2007-01-02 | Texas Instruments Incorporated | Frequency selection of switch mode power converters via softstart voltage level |
| CN101272098B (zh) * | 2008-04-08 | 2010-11-03 | 广州金升阳科技有限公司 | 双三极管电流控制型自振荡反激变换器 |
| AT508107B1 (de) * | 2009-03-10 | 2015-05-15 | Siemens Ag | Durchflusswandler mit stromregelung |
| CN102882363B (zh) * | 2011-07-15 | 2015-06-17 | 旺宏电子股份有限公司 | 半导体装置、启动电路及其操作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4429259A (en) * | 1980-09-12 | 1984-01-31 | Rca Corporation | Horizontal deflection circuit with a start-up power supply |
| GB9116616D0 (en) * | 1991-08-01 | 1991-09-18 | Thomson Consumer Electronics | Switched mode power supply with startup precharge |
| GB2283135A (en) * | 1993-10-20 | 1995-04-26 | Thomson Consumer Electronics | Switch mode power supply circuit |
-
1996
- 1996-03-27 US US08/622,983 patent/US5712775A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-20 EP EP96106227A patent/EP0740384B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-24 JP JP10289396A patent/JP3634062B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0740384B1 (en) | 2006-10-04 |
| US5712775A (en) | 1998-01-27 |
| EP0740384A2 (en) | 1996-10-30 |
| JP3634062B2 (ja) | 2005-03-30 |
| EP0740384A3 (en) | 1998-01-14 |
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