JPS5857074B2 - transistor protection circuit - Google Patents

transistor protection circuit

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JPS5857074B2
JPS5857074B2 JP11078778A JP11078778A JPS5857074B2 JP S5857074 B2 JPS5857074 B2 JP S5857074B2 JP 11078778 A JP11078778 A JP 11078778A JP 11078778 A JP11078778 A JP 11078778A JP S5857074 B2 JPS5857074 B2 JP S5857074B2
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transistor
switching transistor
resistor
winding
voltage
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公人 小坂
純一 山瀬
吉弘 荒川
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リンギングチョーク形スイッチングレギュレ
ータ方式電源回路におけるスイッチングトランジスタの
熱破壊を保護するトランジスタ保護回路に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a transistor protection circuit that protects a switching transistor from thermal breakdown in a ringing choke type switching regulator type power supply circuit.

第1図に従来技術のリンギングチョーク形スイッチング
レギュレータ方式電源回路を示す。
FIG. 1 shows a conventional ringing choke type switching regulator type power supply circuit.

AC電源1からの交流電圧は、ダイオード2、コンデン
サ3によって直流化される。
An alternating current voltage from an AC power source 1 is converted into direct current by a diode 2 and a capacitor 3.

この直流電圧は起動用抵抗4をへてトランジスタ6のベ
ースニ供給される。
This DC voltage is supplied to the base of the transistor 6 via the starting resistor 4.

トランジスタ6のベース電流が抵抗4通って流れてトラ
ンジスタ6が導通するとトランス30の1次巻線7に電
流が流れ、トランス30の3次巻線9に1次巻線7に印
加された電圧に比例した正の電圧が誘起し、この正電圧
が抵抗10、コンデンサ11を介してトランジスタ6の
ベースに供給され、トランジスタ6を飽和状態にする。
When the base current of the transistor 6 flows through the resistor 4 and the transistor 6 becomes conductive, a current flows to the primary winding 7 of the transformer 30, and the voltage applied to the primary winding 7 is applied to the tertiary winding 9 of the transformer 30. A proportional positive voltage is induced, which is supplied to the base of transistor 6 via resistor 10 and capacitor 11, bringing transistor 6 into saturation.

この時、トランス30の2次巻線8に負電圧が誘起され
る為ダイオード12は遮断状態にある。
At this time, since a negative voltage is induced in the secondary winding 8 of the transformer 30, the diode 12 is in a cut-off state.

飽和状態にあるトランジスタ6のコレクタ電流Icは時
間とともに増加し下記式(1)で表わされる。
The collector current Ic of the transistor 6 in the saturated state increases with time and is expressed by the following equation (1).

ここで、Vi : トランス入力電圧(整流電圧)
L1ニドランス1次巻線インダクタンス t1:トランジスタ飽和状態経過時間 コレクタ電流Icの増加により(2)式になった時、ト
ランジスタ6は飽和状態から、急激に遮断状態になる。
Here, Vi: Transformer input voltage (rectified voltage)
L1 Nidorance primary winding inductance t1: Transistor saturation state elapsed time When the expression (2) is satisfied due to an increase in the collector current Ic, the transistor 6 suddenly changes from the saturation state to the cut-off state.

Ic>hpB・Ib ・・・・・ ・・・・・・・・
・・ (2)ここで ■b:ベースに流入する電流 hFE:トランジスタの電流増幅率 トランジスタ6が遮断した時2次巻線8に正電圧が誘起
されダイオード12が導通して、平滑用コンデンサ13
および負荷抵抗17に電流、電圧を供給する。
Ic>hpB・Ib・・・・・・・・・・・・・・・
... (2) Here ■b: Current flowing into the base hFE: Current amplification factor of the transistor When the transistor 6 is cut off, a positive voltage is induced in the secondary winding 8, the diode 12 becomes conductive, and the smoothing capacitor 13
and supplies current and voltage to the load resistor 17.

この時ダイオード12を流れる電流IDは(3)式で表
わされる。
At this time, the current ID flowing through the diode 12 is expressed by equation (3).

ここでユニ1次巻線7と2次巻線8との巻数2 比 ■Opニドランジスタロの尖頭コレクタ電流 ■o:出力電圧 L2:2次巻線8のインダクタンス 上2ニダイオード12を流れる電流の経 過時間(トランジスタ6の遮断時 間) ダイオード12に電流が流れる間、3次巻線9には、出
力電圧■。
Here, the ratio of the number of turns between the primary winding 7 and the secondary winding 8 is 2. ■ Peak collector current of the Op Nidrangistaro ■ o: Output voltage L2: Flows through the diode 12 on the inductance of the secondary winding 8. Current elapsed time (transistor 6 cutoff time) While current flows through the diode 12, the tertiary winding 9 has an output voltage ■.

に比例した負電圧が誘起される。A negative voltage proportional to is induced.

ダイオード12の電流が零になった時、3次巻線9に誘
起される電圧も零になり、抵抗4からの流入電流によっ
て再びトランジスタ6が導通状態になる。
When the current in the diode 12 becomes zero, the voltage induced in the tertiary winding 9 also becomes zero, and the current flowing in from the resistor 4 makes the transistor 6 conductive again.

上記動作を繰返して、負荷17に出力電圧を供給する。The above operation is repeated to supply the output voltage to the load 17.

誤差検出回路15は出力電圧と基準電圧源14の基準電
圧とを比較し、その差に応じた検出電圧を制御回路16
に供給する。
The error detection circuit 15 compares the output voltage with the reference voltage of the reference voltage source 14, and outputs a detected voltage according to the difference to the control circuit 16.
supply to.

制御回路16は検出電圧に応じてトランジスタ6の導通
時間を制御し、これにより出力電圧は一定化される。
The control circuit 16 controls the conduction time of the transistor 6 according to the detected voltage, thereby making the output voltage constant.

また、端子16′には水平フライバックパルスが供給さ
れ、トランジスタ6は水平周期でオン、オフされる。
Further, a horizontal flyback pulse is supplied to the terminal 16', and the transistor 6 is turned on and off in horizontal cycles.

上記電源回路において負荷17が短絡状態になった時(
3)式かられかる様にl0pt一定とすると、■oがほ
とんど零になるために、トランジスタ6の遮断時間が長
くなる。
When the load 17 becomes short-circuited in the above power supply circuit (
3) If l0pt is constant as shown in equation 3), since ■o becomes almost zero, the cut-off time of the transistor 6 becomes longer.

第2図に負荷側短絡状態におけるトランジスタ6のベー
ス電圧波形を示す。
FIG. 2 shows the base voltage waveform of the transistor 6 in a short-circuited state on the load side.

tlはトランジスタ6の導通期間、t2はトランジスタ
6の遮断期間、t3は、トランジスタ6のベースに逆バ
イアス電圧が印加される期間、及びt4は、トランジス
タ6の遮断期間t2中ベース電圧が零状態である期間を
示す。
tl is the conduction period of the transistor 6, t2 is the cutoff period of the transistor 6, t3 is the period when the reverse bias voltage is applied to the base of the transistor 6, and t4 is the period when the base voltage is zero during the cutoff period t2 of the transistor 6. indicates a period of time.

逆バイアス時間t3は、コンデンサ11と起動用抵抗4
の時定数で決定される。
The reverse bias time t3 is the capacitor 11 and the starting resistor 4.
determined by the time constant of

負荷側短絡時は、トランジスタ6の遮断時間t2より期
間t3が短く、遮断時間t2中に逆バイアスされない時
間t4を生じる。
When the load side is short-circuited, the period t3 is shorter than the cut-off time t2 of the transistor 6, and a time t4 during which the transistor 6 is not reverse biased occurs during the cut-off time t2.

この期間t4は、トランジスタ6が不安定状態にある期
間であり、発振又は雑音のためトラランジスタロが導通
しない程度の微小コレクタ電流がこの期間t4中に流れ
る。
This period t4 is a period in which the transistor 6 is in an unstable state, and a small collector current flows during this period t4 to the extent that the transistor does not conduct due to oscillation or noise.

この期間t4は数ミリ秒にも及び、■水平期間に比べて
はるかに長く、トランジスタ6を熱破壊にいたらしめる
This period t4 extends to several milliseconds, which is much longer than the horizontal period (1), and causes thermal breakdown of the transistor 6.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくしスイ
ッチングレギュレータ方式電源回路の負荷短絡時にスイ
ッチングトランジスタが熱破壊に到らないようにしたト
ランジスタ保護回路を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transistor protection circuit which eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and prevents a switching transistor from being thermally destroyed when a load is short-circuited in a switching regulator type power supply circuit.

本発明は、電源回路負荷側短絡時に、起動用抵抗の流入
電流をバイパスし、スイッチングトランジスタのベース
・エミッタ間の逆バイアス時間を長くし、しかも短絡の
検出回路とバイパス径路とを兼用させることにより、ス
イッチングトランジスタが発熱する期間を短くしたもの
である。
The present invention bypasses the inflow current of the starting resistor when the load side of the power supply circuit is short-circuited, lengthens the reverse bias time between the base and emitter of the switching transistor, and also doubles the bypass path as the short-circuit detection circuit. , the period during which the switching transistor generates heat is shortened.

第3図は本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

第3図において第1図と同一部分は同一符号を以って示
しである。
In FIG. 3, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

第3図においては抵抗4とトランジスタ6の間に抵抗1
8が設けられ、さらに抵抗4と抵抗18の接続点Aとコ
ンデンサ13との間に、抵抗19及び、ダイオード20
が直列に接続されている。
In Fig. 3, a resistor 1 is connected between resistor 4 and transistor 6.
Further, a resistor 19 and a diode 20 are provided between the connection point A of the resistor 4 and the resistor 18 and the capacitor 13.
are connected in series.

抵抗4,18の値は通常動作状態で抵抗4と抵抗18と
の接続点Aの電位が、負荷抵抗17に印加される出力電
圧■。
The values of the resistors 4 and 18 are such that the potential at the connection point A between the resistor 4 and the resistor 18 is the output voltage ■ that is applied to the load resistor 17 in the normal operating state.

とほぼ等しくなる様に選らばれる。is selected so that it is approximately equal to .

このため、抵抗19には電圧がほとんど印加されず通常
動作状態においては第3図の回路は第1図の場合と同様
の動作を行なう。
Therefore, almost no voltage is applied to the resistor 19, and in the normal operating state, the circuit of FIG. 3 performs the same operation as that of FIG. 1.

電源回路負荷側短絡状態において、出力電圧■。When the power supply circuit load side is short-circuited, the output voltage is ■.

はほとんど零になり、抵抗19を通して負荷側に電流が
流れ接続点Aの電位が低下して抵抗18両端間電圧も小
さくなる。
becomes almost zero, current flows to the load side through the resistor 19, the potential at the connection point A decreases, and the voltage across the resistor 18 also decreases.

すなわち、抵抗18を流れる電流が少なくなる。That is, the current flowing through the resistor 18 decreases.

このため、トランジスタ6のベース電圧は第2図破線で
示すように、負から零にもどる期間1/は長くなり、ト
ランジスタ6が不安定な動作状態にある期間14/は短
くなる。
Therefore, as shown by the broken line in FIG. 2, the period 1/ during which the base voltage of the transistor 6 returns from negative to zero becomes longer, and the period 14/ during which the transistor 6 is in an unstable operating state becomes shorter.

ダイオード20は、抵抗18が破壊短絡した時に、抵抗
19に過電流が流れるのを防止するためのものであり、
基本動作に影響を与えるものではない。
The diode 20 is for preventing overcurrent from flowing through the resistor 19 when the resistor 18 is destructively short-circuited.
It does not affect basic operation.

上述の様に、抵抗18、抵抗19によってトランジスタ
6のベース・エミッタ間逆バイアス印加時間を従来回路
より長くすることで、トランジスタ6の発熱を防止する
ことが出来る。
As described above, heat generation in the transistor 6 can be prevented by making the time during which the reverse bias is applied between the base and emitter of the transistor 6 longer than in the conventional circuit using the resistors 18 and 19.

本発明によって、高価なスイッチングトランジスタ6の
破壊を防止し、かつ、トランジスタ6の発熱による他部
品の性能劣化と破壊防止、及び安全性を向上させること
が出来る。
According to the present invention, it is possible to prevent destruction of the expensive switching transistor 6, prevent performance deterioration and destruction of other components due to heat generated by the transistor 6, and improve safety.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のリンギングチョーク形スイッチングレギ
ュレータ方式電源回路を示す回路図、第2図は、電源回
路負荷側短絡時のスイッチングトランジスタのベース電
圧波形を示す波形図、第3図は本発明によるトランジス
タ保護回路の一実施例を示す回路図である。 4・・・・・・起動用抵抗、6・・・・・・スイッチン
グトランジスタ、7・・・・・・1次巻線、8・・・・
・・2次巻線、9・・・・・・3次巻線、11・・・・
・・コンデンサ、18,19・・・・・・抵抗。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional ringing choke type switching regulator system power supply circuit, Fig. 2 is a waveform diagram showing the base voltage waveform of the switching transistor when the load side of the power supply circuit is short-circuited, and Fig. 3 is a transistor according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a protection circuit. 4...Starting resistor, 6...Switching transistor, 7...Primary winding, 8...
...Secondary winding, 9...Tertiary winding, 11...
... Capacitor, 18, 19... Resistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 非安定の直流電源と、一端が直流電源の一端に接続
された入力用巻線と、負荷用巻線と帰還用巻線とを有す
るトランスと、直流電源の他端と入力用巻線の他端との
間にコレクタ・エミック径路が接続されたスイッチング
トランジスタと、スイッチングトランジスタのベースと
直流電源との間に接続さrtた起動用抵抗と、帰還用巻
線に発生する帰還電圧をスイッチングトランジスタのベ
ースに帰還してスイッチングトランジスタのオン、オフ
を繰返させる帰還手段と、負荷用巻線に発生する電圧を
再び直流化する直流化手段と、直流化手段の出力が供給
される負荷と、直流化手段の出力の電圧変動を抑圧する
ようにスイッチングトランジスタのオン、オフを制御す
る安定化手段と、起動用抵抗の抵抗分割点と直流化手段
の出力との間に接続された抵抗とダイオードとからなる
直列回路とを具備することを特徴とするトランジスタ保
護回路。
1. A transformer that has an unstable DC power supply, an input winding whose one end is connected to one end of the DC power supply, a load winding and a feedback winding, and a transformer that has an input winding connected to the other end of the DC power supply. A switching transistor with a collector emic path connected to the other end, a starting resistor connected between the base of the switching transistor and a DC power source, and a feedback voltage generated in the feedback winding of the switching transistor. a feedback means for repeatedly turning the switching transistor on and off by feedback to the base of the switching transistor; a direct current converting means for converting the voltage generated in the load winding to direct current again; a load to which the output of the direct current converting means is supplied; stabilizing means for controlling on/off of the switching transistor so as to suppress voltage fluctuations in the output of the converting means; and a resistor and a diode connected between the resistance dividing point of the starting resistor and the output of the direct current converting means. A transistor protection circuit comprising a series circuit consisting of:
JP11078778A 1978-09-11 1978-09-11 transistor protection circuit Expired JPS5857074B2 (en)

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